Данная статья освещает тему по технологии вакуумной пайки алмазов: начиная с основных этапов процесса пайки, преимуществ инструмента с вакуумной пайкой алмаза, заканчивая обзором топ-4 видов инструмента для обработки камня.
Что такое технология вакуумной пайки алмазов?
Вакуумная пайка — способ соединения нескольких материалов с помощью нанесения связки на корпус и последующего нагревания в вакуумной среде для спекания материалов между собой. В инструменте для обработки камня, в особенности - известняка, песчаника и мрамора - синтетическое алмазное зерно соединяется с металлическим корпусом инструмента, который может быть представлен в разных вариациях: профильные круги, сверла, фрезы, отдельные сегменты, кромка дисков и перлины для канатов.
Такой метод формирования на корпусе заготовки рабочего алмазного слоя обеспечивает высокую режущую способность инструмента, но снижает ресурс производительности, так как алмазы расположены на корпусе преимущественно в один слой, реже - в два, и удерживаются на корпусе гальванической связкой за счет механического закрепления. Удержание механически закрепленных зерен происходит до тех пор, пока износ связки, в результате абразивного воздействия, не составит 40-50% его первоначального размера. При достижении критического износа связки зерна выпадают, не выработав свой ресурс. Поэтому, повышение ресурса работы инструмента зависит от максимальной защиты связки от износа.
Основные этапы процесса пайки
Первый этап производства
Подготовить металлический корпус будущего инструмента с выполненными заранее операциями: нарезанной резьбой для крепления инструмента, произведенной токарной и фрезерной обработкой, отшлифованной поверхностью и кромкой, удаленными, при необходимости, заусенцами.
Определить состав алмазного порошка – размер зерна, подбор рецептуры из нескольких видов зерен при необходимости. Выбор зернистости и вида порошка зависит напрямую от назначения инструмента (вид обработки, скорость работы инструмента, вид обрабатываемого материала).
Второй этап производства
На корпусе инструмента закрепляют алмазные зерна слоем связки, которую наносят на заготовку. Слой клеящей связки обычно равен 0,2-0,5 от размера алмазного слоя. После этого наносят слой верхнего закрепляющего паяльного сплава до уровня вершин алмазных зерен.
Сплав содержит никелевый компонент и наносится толщиной, в зависимости от размера алмазного зерна и необходимого уровня износостойкости.
Третий этап производства
Затем инструмент нагревается в специальной герметичной печи для пайки при температуре около 1000°C. Температура в печи устанавливается выше температуры точки плавления паяльного сплава, но ниже температуры плавления стального корпуса инструмента. Расплавленный никелевый закрепляющий слой впаивается в зазоры между двумя другими материалами и сплавляет кристаллы алмаза с корпусом инструмента. Это образует сильную связь по мере охлаждения. Алмазный порошок оставляет эффект "сахарного покрытия" на внешней стороне корпуса инструмента.
*hard metal – стальной корпус инструмента
*braze alloy – паяльный сплав
*diamond – алмазные зерна
*reaction layer – слой, где происходит соединение алмаза и связки
Преимущества инструмента с вакуумной пайкой алмаза
- Чистая кромка обработанного материала, так как алмаз наносится на инструмент в один слой и обеспечивает высокое качество реза.
- Универсальность – инструмент может использоваться для обработки широкого спектра материалов, так как нет специфической связи, необходимой для конкретного материала.
- Высокая скорость обработки материала за счёт граней алмазного покрытия, которое выступает сразу на поверхности режущей грани.
- Гибкость производства – нанесение алмаза данным способом возможно почти на всех формах и размерах инструмента.
- Соотношение цены и качества - экономичные производственные затраты на данную технологию делают инструмент ниже по цене, сохраняя высокую производительность за метр обрабатываемого материала.
Топ-4 вида инструмента для обработки камня
1. Концевые фрезы для раскроя
Часто фрезы производятся с гальваническим или спеченным алмазом. Однако, именно вакуумная пайка обеспечивает высокую режущую способность с долгим сроком службы инструмента. Такой инструмент подходит для обработки известняка и мрамора, популярен для раскроя слебов и чернового формирования барельефа перед применением чистовых фрез с ножами Widia.
2. Дисковые пилы со сплошной кромкой и сегментами
Такие диски популярны среди обработчиков, работающих исключительно с твердыми известняками или мрамором средней твердости. Открытый алмаз на режущей кромке обеспечивает максимально быструю чистую резку.
3. Сегментные фрезы для выборки
Данный инструмент может применяться для работы с абразивными видами камня средней и низкой твердости, для создания углублений, черновых профилей на скульптурах, обнижения на заготовках под столешницы и пр.
В отличие от инструмента со спеченными алмазными сегментами, вакуумная пайка дает более чистый рез, особенно при обработке радиусных кромок, внутренних углов, архитектурных переходов.
4. Концевые фрезы с хвостовиком под цангу для барельефа
Инструмент для создания барельефа на плоских поверхностях камня и скульптурных изделиях имеет разные формы рабочей части и размер. При создании сложного барельефного рисунка возникает необходимость использования нескольких видов фрез. Вакуумная пайка дает экономное решение по цене, широкий выбор формы рабочей части инструмента, и ассортимент как для большого оборудования с ЧПУ, так и полупрофессиональных автоматических граверов.
Кроме указанных видов инструмента, применение вакуумной пайки возможно для:
- профильных кругов,
- сверл,
- кромочного инструмента.
Создание барельефа концевой фрезой: https://www.youtube.com/watch?v=Qb0tbvpq0Ww&t=132s.