Abstrakt
Adatça göwher birleşmesi diýlip atlandyrylýan polikristally göwher kompakt (PDC), gaty berkligi, könelmegi we ýylylyk durnuklylygy sebäpli takyk işleýiş pudagyny özgertdi. Bu kagyz, PDC-iň maddy aýratynlyklaryny, önümçilik proseslerini we takyk işlemekde öňdebaryjy goşundylary çuňňur seljerýär. Çekişme ýokary tizlikli kesmek, aşa takyk üwemek, mikro işläp bejermek we howa giňişliginde komponent ýasamakdaky roluny öz içine alýar. Mundan başga-da, PDC tehnologiýasynyň geljekki tendensiýalary bilen birlikde ýokary önümçilik çykdajylary we gödeklik ýaly meseleler çözülýär.
1. Giriş
Takyk işlemek, mikron derejesiniň takyklygyna ýetmek üçin ýokary gatylygy, berkligi we ýylylyk durnuklylygy bilen materiallary talap edýär. Volfram karbidi we ýokary tizlikli polat ýaly adaty gural materiallary köplenç aşa şertlerde gysga bolýar we Polikristally göwher kompakt (PDC) ýaly ösen materiallaryň kabul edilmegine sebäp bolýar. Sintetik göwher esasly material bolan PDC, keramika, kompozitler we gaty polatlar ýaly gaty we döwük materiallary gaýtadan işlemekde deňsiz-taýsyz görkezijini görkezýär.
Bu kagyz, PDC-iň esasy aýratynlyklaryny, önümçilik usullaryny we takyk işleýşine üýtgeýän täsirini öwrenýär. Mundan başga-da, PDC tehnologiýasyndaky häzirki kynçylyklary we geljekdäki ösüşleri öwrenýär.
2. PDC-iň maddy aýratynlyklary
PDC ýokary basyşly, ýokary temperaturaly (HPHT) şertlerde wolfram karbid substratyna baglanan polikristally göwher (PCD) gatlagyndan durýar. Esasy aýratynlyklary şulary öz içine alýar:
2.1 Örän gatylyk we geýim garşylygy
Almaz, iň belli materialdyr (Mohs gatylygy 10), PDC abraziw materiallary gaýtadan işlemek üçin ideal edýär.
Iň ýokary eşik garşylygy, takyk işlemegiň wagtyny azaldyp, guralyň ömrüni uzaldýar.
2.2 Highokary ýylylyk geçirijiligi
Heatylylygyň netijeli ýaýramagy ýokary tizlikli işlenende ýylylyk deformasiýasynyň öňüni alýar.
Gurallaryň könelmegini azaldýar we üstki bezegini gowulandyrýar.
2.3 Himiki durnuklylyk
Gara we reňkli materiallar bilen himiki reaksiýalara çydamly.
Poslaýjy şertlerde gurallaryň zaýalanmagyny azaldýar.
2.4 Döwük berkligi
Volfram karbid substraty täsire garşylygy güýçlendirýär, kesilmegini we döwülmegini azaldýar.
3. PDC önümçilik prosesi
PDC önümçiligi birnäçe möhüm ädimleri öz içine alýar:
3.1 Almaz tozy sintezi
Sintetik göwher bölejikleri HPHT ýa-da himiki bug çöketligi (CVD) arkaly öndürilýär.
3.2 Sinterlemek prosesi
Göwher tozy, wolfram karbid substratyna aşa basyşda (5–7 GPa) we temperaturada (1400–1,600 ° C) süzülýär.
Metal katalizator (meselem, kobalt) göwher-göwher baglanyşygyny ýeňilleşdirýär.
3.3 Gaýtadan işlemek
PDC-ni kesiji gurallara öwürmek üçin lazer ýa-da elektrik toguny gaýtadan işlemek (EDM) ulanylýar.
Faceerüsti bejergiler ýelimlenmegi güýçlendirýär we galyndy stresleri azaldýar.
4. Takyk işleýiş programmalary
4.1 Reňkli materiallaryň ýokary tizlikli kesilmegi
PDC gurallary alýumin, mis we uglerod süýümli kompozitleri gaýtadan işlemekde has ýokarydyr.
Awtoulag (porşen işläp bejermek) we elektronika (PCB freze) programmalary.
4.2 Optiki komponentleriň ultra takyklygy
Lazerler we teleskoplar üçin obýektiwde we aýna ýasamakda ulanylýar.
Sub-mikronyň üstki çişligine ýetýär (Ra <0.01 µm).
4.3 Lukmançylyk enjamlary üçin mikro-enjam
PDC mikro-türgenleşikler we ahyrky degirmenler hirurgiki gurallarda we implantlarda çylşyrymly aýratynlyklary öndürýär.
4.4 Aerokosmiki komponentleri işlemek
Titan erginlerini we CFRP (uglerod süýümi bilen berkidilen polimerleri) iň az gural köýnegi bilen işlemek.
4.5 Ösen keramika we gaty polatdan işlemek
PDC kremniý karbidi we wolfram karbidini gaýtadan işlemekde kub bor nitridinden (CBN) öňe geçýär.
5. Kynçylyklar we çäklendirmeler
5.1 Producokary önümçilik çykdajylary
HPHT sintezi we göwher material çykdajylary giňden kabul edilmegini çäklendirýär.
5.2 Kesilen kesişde çişlik
PDC gurallary üznüksiz ýüzleri işläp bejermekde ýykylmaga ýykgyn edýär.
5.3 Highokary temperaturada ýylylyk zaýalanmagy
Grafitizasiýa 700 ° C-den ýokary bolup, gara materiallary gury gaýtadan işlemegi çäklendirýär.
5.4 Gara metallar bilen çäkli laýyklyk
Demir bilen himiki reaksiýalar çalt könelmegine sebäp bolýar.
6. Geljekki tendensiýalar we täzelikler
6.1 Nano-gurluşly PDC
Nano-göwher däneleriniň goşulmagy, berkligi we könelişmegi güýçlendirýär.
6.2 Gibrid PDC-CBN gurallary
Gara metaldan işlemek üçin PDC kub bor nitridi (CBN) bilen birleşdirmek.
6.3 PDC gurallarynyň goşmaça önümçiligi
3D çap etmek, ýöriteleşdirilen işleýiş çözgütleri üçin çylşyrymly geometriýalara mümkinçilik berýär.
6.4 Ösen örtükler
Göwher ýaly uglerod (DLC) örtükleri guralyň ömrüni hasam gowulandyrýar.
7. Netije
PDC ýokary tizlikli kesmekde, ultra takyklyk bilen üwemekde we mikro işläp bejermekde deňsiz-taýsyz öndürijilik hödürläp, takyk işlemekde zerur boldy. Costsokary çykdajylar we gödeklik ýaly kynçylyklara garamazdan, maddy ylymda we önümçilik tehnikasynda dowam edýän üstünlikler amalyýetleri hasam giňeltmegi wada berýär. Geljekdäki täzelikler, şol sanda nano gurluşly PDC we gibrid gural dizaýnlary, indiki nesil işleýiş tehnologiýalarynda roluny hasam güýçlendirer.
Iş wagty: Iýul-07-2025
