Зашто се манган додаје дијамантским алатима?

Зашто се манган додаје дијамантским алатима

У дијамантским алатима, функција металног везива (матрице) је да задржи честице дијаманата и троше се одговарајућом брзином током употребе, обезбеђујући континуирано излагање свежим дијамантским резним ивицама. Иако се манган обично користи у малим количинама као легирајући елемент, он игра кључну улогу у системима везива на бази бакра, гвожђа, волфрама и волфрамовог карбида. Примарни циљ додавања мангана је да се побољшају карактеристике синтеровања, међуфазна веза и механичка својства без оштећења дијаманата или компромитовања других метрика перформанси матрице.

(елемент мангана)

 

 

И. Значајно снижавање температуре синтеровања фаза везивања на бази бакра{1}}

манганима тачку топљења од 1246 степени и поседује високу тврдоћу и чврстоћу, упоредиву са гвожђем. Показује добру међусобну растворљивост са бакром; нарочито, легура Цу-Мн са садржајем мангана од 33,7% има тачку топљења од само 871 степен. Ова карактеристика омогућава мангану да значајно снизи температуру синтеровања фаза везивања на бази бакра{6}}.

За дијамантске алате, снижавање температуре синтеровања нуди неколико предности:

1. Смањење ризика од графитизације, оксидације или термичког оштећења дијаманата на високим температурама;
2. Смањење потрошње енергије и побољшање трошковне{0}}ефикасности процеса;
3. Олакшавање формирања гушће и уједначеније матричне микроструктуре.

Због тога, додавање одговарајуће количине мангана везивним средствима на бази бакра- омогућава ефикасно синтеровање на нижим температурама, балансирајући заштиту дијаманта са згушњавањем матрице.

 

ИИ. Побољшање влажења везива на бази бакра{1}} на скелетним материјалима и дијамантима

Манган побољшава влажење везива на бази бакра{0}}у вези са скелетним материјалима и дијамантима. Побољшана способност влажења омогућава да се фаза течног везива ефикасније шири преко површина скелетних честица и дијаманата током синтеровања, што резултира чвршћом међуфазном везом након хлађења. Ово директно јача задржавање дијаманата од стране матрице, смањујући превремени губитак дијаманата током употребе и на тај начин продужавајући век трајања алата и побољшавајући стабилност сечења.

 

ИИИ. Добра компатибилност са гвожђем, погодна за везива на бази гвожђа{1}}

Манган такође показује одличну компатибилност са гвожђем. Додавање мангана матрицама за везивање на бази гвожђа{1}} нуди следеће предности:

1. Манган формира супституциони чврст раствор са гвожђем, што доводи до јачања чврстог- раствора што повећава снагу и тврдоћу матрице;
2. Умерено побољшава пластичност матрице на бази гвожђа{0}}и истовремено смањује ломљивост;
3. Манган делује тако да везује кисеоник, чиме се ублажавају проблеми оксидације током процеса синтеровања везе на бази гвожђа{0}}.

Сходно томе, у системима на бази гвожђа{0}}манган служи не само као јачајући елемент, већ и као помоћно средство за деоксидацију и учвршћивање.

 

ИВ. Деоксидирајући ефекат, посебно са значајним синергистичким резултатима поред алуминијума и силицијума

Манган поседује инхерентна својства деоксидације. Његова способност деоксидације је драматично побољшана када је присутна поред алуминијума (Ал) и силицијума (Си). Током синтеровања дијамантских алата, присуство кисеоника може довести до стварања оксидних инклузија и порозности унутар матрице, као и слабљења међуфазе. Деоксидационо дејство мангана помаже у пречишћавању матрице, побољшању квалитета синтеровања и побољшању густине матрице и механичких својстава.

 

 

В. Побољшање жилавости и отпорности на хабање да би издржали ударна оптерећења

Високо{0}}легуре мангана обично показују супериорну жилавост и отпорност на хабање. Због тога су дијамантски алати са високим садржајем мангана способни да издрже ударна оптерећења током рада. Ова отпорност на удар је посебно важна за алате који се користе у апликацијама које укључују испрекидано сечење, тешко-брушење или бушење, јер помаже да се минимизира пуцање матрице и превремени губитак дијаманата.

 

ВИ. Ограничења мангана и разматрања за употребу

Упркос горе наведеним предностима, употреба мангана у дијамантским алатима захтева строгу контролу због одређених значајних ограничења:

1. Манган у праху лако оксидира и тешко га је редуковати када се оксидира. Ово компликује складиштење праха, мешање и синтеровање и повећава ризик од уношења оксидних нечистоћа.
2. На високим температурама, манган подстиче графитизацију дијаманта. Ово оштећује дијамант, чиме се смањује учинак сечења и радни век алата.
3. Манган има тенденцију да смањи топлотну и електричну проводљивост матрице везе. Ово може бити штетно за алате који захтевају ефикасно одвођење топлоте или електричну проводљивост.

Из ових разлога, манган се обично користи са опрезом у практичном дизајну формулације:

• Обично се додаје формулацијама на бази В-или ВЦ-да би се снизила температура синтеровања фазе везивања на бази бакра-и побољшала веза са скелетном фазом;
• Дозирање обично не прелази 5% да би се избегло значајно угрожавање својстава дијаманта и матрице;
• Такође се понекад додаје везивним средствима на бази гвожђа{0}}да би се уклонио кисеоник, умерено побољшала дуктилност и ојачао матрикс кроз формирање супституционих чврстих раствора.

(Хуицетоолс испоручује висококвалитетне ципеле за брушење дијаманата за подове са Реди-држачем браве)

 

 

Закључак
Додавање мангана дијамантским алатима првенствено користи његову способност да снизи температуру синтеровања везивних фаза на бази бакра-, побољша влажење скелетним материјалима и дијамантом, усисава кисеоник и обезбеди чврсто-јачање раствора. Поред тога, манган повећава жилавост матрице и отпорност на хабање, омогућавајући алату да боље издржи ударна оптерећења.

 

Међутим, пошто манган лако оксидира, може да подстакне графитизацију дијаманата на високим температурама и смањује топлотну и електричну проводљивост матрице, његова употреба је строго ограничена-обично на највише 5%-и углавном је ограничена на специфичне системе као што су формуле на бази В- или ВЦ{{4}. Разумна употреба мангана омогућава оптималну равнотежу између заштите дијаманта, побољшања квалитета синтеровања и побољшања укупних перформанси алата.