Analisi del meccanismo di usura delle frese PDC

PDC è un materiale superduro composto da substrato composito diamantato e carburo di tungsteno. I cristalli diamantati nel diamante compatto sono fissati in un modo disordinato, isotropico, che combina l'alta durezza del diamante, il basso coefficiente di attrito e la buona tenacità agli urti del carburo di tungsteno, alta conduttività termica, basso tasso di espansione termica. La sua applicazione leva principalmente le sue prestazioni di taglio e resistenza all'abrasione superiori. Quindi, studiare i suoi meccanismi di taglio e usura mira a controllare e prevenire efficacemente l'usura, il che ha un significativo peso matematico per guidare la produzione di PDC ad alte prestazioni.

Le modalità di usura delle frese PDC sono diverse dagli strumenti tradizionali, espongono principalmente usura abrasiva, usura adesiva, usura da fatica e diffusione.

Usura delle frese PDC: usura abrasiva

Ci sono spesso particelle minuscole con una durezza estremamente elevata nei materiali lavorati, che possono creare scanalature sulla superficie diTaglierine PDC, Risultato in usura abrasiva. L'usura abrasiva è presente su tutte le superfici, in particolare sulla faccia del rastrello. Può funzionare a varie velocità di taglio; Anche, più bassa la durezza dello strumento, più grave l'usura abrasiva.

Abbigliamento frese PDC: usura adesiva

L'usura adesiva si verifica quando le superfici in movimento relativa si attaccano agli altri ai punti di contatto microscopici a causa dell'attrazione molecolare. Quando la forza di adesione supera la forza di adesione interna del materiale, il taglio e la frattura dei punti di giunzione adesivi a causa dell'effetto adesivo, facendo staccare il materiale squadrato come detriti di usura o trasferire da una superficie a l'altra. Questo problema è chiamato usura adesiva.

Durante la lavorazione di compositi a matrice metallica con strumenti PCD, le modalità di guasto principali sono l'usura adesiva e le crepe microcristalline legate a difetti di grana diamantata. Nella lavorazione di materiali ad alta durezza e alta sensibilità, l'usura adesiva degli strumenti PCD non è significativa; l'usura delle frese PDC aumenta e l'usura adesiva diventa il fattore principale.

Abbigliamento frese PDC: abbigliamento da fatica

L'usura da fatica si verifica quando le superfici di attrito rotolano o rotolano e scivolano pozzi di forma di movimento a causa della fatica del materiale che si sfalda sotto lo stress del contatto ciclico. Questo tipo di usura è comunemente noto come usura da fatica superficiale o usura da fatica a contatto.

Abbigliamento frese PDC: usura diffusione

Durante il taglio ad alta temperatura, gli elementi chimici dal pezzo e lo strumento si espandono tra di loro nello stato solido, cambiando la composizione e la struttura dello strumento, che riduce lo strato esterno dello strumento e accelera la sua usura. Il problema di diffusione mantiene sempre una diffusione continua da un corpo con un gradiente ad alta profondità a uno con un gradiente di bassa profondità. Durante il taglio di materiali in acciaio e ferro con frese PDC a temperature superiori a 800 °C, gli atomee di carbonio nelle frese PDC si espandono saldamente alla superficie del pezzo, formando nuove leghe e grafando la superficie delle frese PDC.

Il processo di usura delle frese PDC richiede la micro scollatura e la divisione delle particelle di diamante, a causa della generazione e dell'espansione delle microcrepe sotto lo stress. La sua resistenza all'usura e la resistenza ai danni possono essere migliorate dai principali aspetti:

In primo luogo, migliorare la microstruttura dello strato di diamante policristallino per migliorare le sue prestazioni macroscopiche può ridurre le micro-crepe iniziali, i vuoti e altri difetti, aumentare la densità. Il motivo principale dell'instabilità delle prestazioni dei compositi policristallini può essere il controllo non stabile del processo di sinterizzazione, con molti difetti nello strato di diamante policristallino. Per migliorare la resistenza agli urti del composito, è raccomandato l'uso di dimensioni del grano diamantato più piccole. La dimensione e la spaziatura del grano diamantato più piccola aiutano a migliorare la forza di adesione e la distribuzione uniforme delle particelle diamantate, aumentando così le prestazioni macroscopiche del composito. Durante il processo di sinterizzazione, il diamante deve sopportare una deformazione sufficiente per generare intersecazioni di doppie bande, prevenire le crepe di penetrazione dell'intera particella e prevenire fratture diamantate su larga scala. In secondo luogo, è necessario scegliere parametri di processo ragionevoli per ridurre al minimo il carico di impatto sul composito durante il taglio.