Abstrakt
Köplenç almaz kompozit diýlip atlandyrylýan Polikristal Almaz Kompakty (PDC) ajaýyp berkligi, aşynma garşylygy we termal durnuklylygy sebäpli takyk işleme senagatynda rewolýusiýa döretdi. Bu makala PDC-niň material häsiýetleriniň, önümçilik prosesleriniň we takyk işlemede öňdebaryjy ulanylyşlarynyň çuňňur seljermesini berýär. Çekişmede onuň ýokary tizlikli kesmekde, ultra takyk üwemekde, mikro işlemede we howa-kosmos böleklerini öndürmekdäki roluny ara alyp maslahatlaşýar. Mundan başga-da, ýokary önümçilik çykdajylary we döwülme ýaly kynçylyklar, şeýle hem PDC tehnologiýasyndaky geljekki meýiller çözülýär.
1. Giriş
Takyk işläp bejermek, mikron derejesindäki takyklyga ýetmek üçin ýokary berklige, çydamlylyga we termal durnuklylyga eýe materiallary talap edýär. Volfram karbidi we ýokary tizlikli polat ýaly däp bolan gural materiallary köplenç ekstremal şertlerde ýetmezçilik edýär, bu bolsa Polikristal Diamond Compact (PDC) ýaly öňdebaryjy materiallaryň ulanylmagyna getirýär. Sintetiki almaz esasly material bolan PDC, keramika, kompozitler we berk polatlar ýaly gaty we döwülen materiallary işläp bejermekde deňsiz-taýsyz öndürijilik görkezýär.
Bu makalada PDC-niň esasy häsiýetleri, onuň önümçilik usullary we takyk işlemelere täsiri öwrenilýär. Mundan başga-da, ol PDC tehnologiýasyndaky häzirki kynçylyklary we geljekki ösüşleri öwrenýär.
2. PDC-niň material häsiýetleri
PDC ýokary basyşly, ýokary temperaturaly (HPHT) şertlerde wolfram karbid substratyna birikdirilen polikristal almaz (PCD) gatlagyndan ybaratdyr. Esasy häsiýetler:
2.1 Aşa berklik we aşynma garşylygy
Almaz iň berk materialdyr (Mohs boýunça 10-yň berkligi), bu bolsa PDC-ni abraziw materiallary işläp taýýarlamak üçin ideal edýär.
Ýokary derejede aşynma garşylygy gurallaryň ömrüni uzaldýar we takyk işlemede iş wagtynyň azalmagyny azaldýar.
2.2 Ýokary ýylylyk geçirijiligi
Netijeli ýylylyk ýaýramagy ýokary tizlikli işleniş wagtynda termal deformasiýanyň öňüni alýar.
Gurallaryň aşynmagyny azaldýar we ýüzleýişini gowulandyrýar.
2.3 Himiki durnuklylyk
Demir we demir däl materiallar bilen himiki reaksiýalara çydamly.
Korroziw gurşawlarda gurallaryň zaýalanmagyny azaldýar.
2.4 Süňk döwülme çydamlylygy
Volfram karbid substraty zarba garşylygyny ýokarlandyrýar, döwülmeleri we döwülmeleri azaldýar.
3. PDC-niň önümçilik prosesi
PDC-niň öndürilişi birnäçe möhüm tapgyrlary öz içine alýar:
3.1 Almaz poroşogynyň sintezi
Sintetiki almaz bölejikleri HPHT ýa-da himiki bug çökündisi (CVD) arkaly öndürilýär.
3.2 Sinterleme prosesi
Almaz poroşogy ýokary basyş (5–7 GPa) we temperatura (1400–1600°C) astynda wolfram karbid substratynyň üstüne sinterlenýär.
Metall katalizator (meselem, kobalt) almaz bilen almazyň baglanyşyny ýeňilleşdirýär.
3.3 Gaýtadan işleme
PDC-ni kesiji gurallara öwürmek üçin lazer ýa-da elektrik boşaltma işläp bejermek (EDM) ulanylýar.
Ýüzleýiş işleri ýelmeşmäni güýçlendirýär we galan stresleri azaldýar.
4. Takyk işlemede ulanylyşlar
4.1 Demir däl materiallary ýokary tizlikli kesmek
PDC gurallary alýuminiý, mis we uglerod süýümli kompozitleri işläp taýýarlamakda ajaýyp üstünliklere eýedir.
Awtomobilde (porşenli işläp bejermek) we elektronikada (PCB frezerleme) ulanylyşlar.
4.2 Optiki bölekleriň örän takyk üwelmegi
Lazerler we teleskoplar üçin linza we aýna öndürmekde ulanylýar.
Mikrondan kiçi ýüziň gödekligine ýetýär (Ra < 0.01 µm).
4.3 Lukmançylyk enjamlary üçin mikroişlemleme
PDC mikroburgalary we uç frezerleri hirurgiki gurallarda we implantlarda çylşyrymly aýratynlyklary döredýär.
4.4 Aerokosmos böleklerini işläp taýýarlamak
Titan erginlerini we CFRP-ni (uglerod süýümi bilen güýçlendirilen polimerler) gurallaryň minimal aşynmagy bilen işläp taýýarlamak.
4.5 Ösen Keramika we Gatly Polad Işleme
PDC kremniý karbidini we volfram karbidini işläp taýýarlamakda kub bor nitridinden (CBN) has gowy netije görkezýär.
5. Kynçylyklar we çäklendirmeler
5.1 Ýokary önümçilik çykdajylary
HPHT sintezi we almaz material çykdajylary giňden ýaýran ulanylyşy çäklendirýär.
5.2 Kesilen kesişde köwüşlik
PDC gurallary üznüksiz ýüzleri işläp bejerende döwülmäge meýilli bolýar.
5.3 Ýokary temperaturalarda termal dargama
Grafitleşme 700°C-den ýokary temperaturada bolup geçýär, bu bolsa demir materiallaryň gurak işlenişinde ulanylmagyny çäklendirýär.
5.4 Demir metallar bilen çäkli utgaşyklyk
Demir bilen himiki reaksiýalar tizleşdirilen aşynmalara getirýär.
6. Geljekki meýiller we innowasiýalar
6.1 Nanostrukturaly PDC
Nano-almaz dänejikleriniň goşulmagy berkligi we aşynma çydamlylygyny ýokarlandyrýar.
6.2 Gibrid PDC-CBN gurallary
Demir metallary gaýtadan işlemek üçin PDC-ni kub bor nitridi (CBN) bilen utgaşdyrmak.
6.3 PDC gurallarynyň goşmaça önümçiligi
3D çap etmek, öz islegiňize görä işlenilen çözgütler üçin çylşyrymly geometriýalary döretmäge mümkinçilik berýär.
6.4 Öňdebaryjy örtükler
Almaz ýaly uglerod (DLC) örtükleri gurallaryň ömrüni has-da uzaldýar.
7. Netije
PDC ýokary tizlikli kesmekde, ultra takyk üwemekde we mikro-işlemekde deňsiz-taýsyz öndürijiligi hödürläp, takyk işlemede möhüm ähmiýete eýe boldy. Ýokary çykdajylar we döwülme ýaly kynçylyklara garamazdan, material ylmynda we önümçilik tehnikalarynda dowam edýän ösüşler onuň ulanylyşyny has-da giňeltmegi wada berýär. Nanostrukturly PDC we gibrid gural dizaýnlary ýaly geljekki innowasiýalar onuň indiki nesil işleme tehnologiýalaryndaky ornuny berkider.
Ýerleşdirilen wagty: 2025-nji ýylyň 7-nji iýuly
