Алмазан нунтаглах дугуй: Онцлог, технологи, давуу тал, хэрэглээний талаархи бүрэн гарын авлага

Алмазан нунтаглах дугуй гэж юу вэ?

Алмазан нунтаглах дугуй нь гурван үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрдсэн зүлгүүрийн хэрэгсэл юм.

Алмазан зүлгүүрийн үр тариа: Байгалийн алмааз (ховор, өндөр өртөгтэй) эсвэл синтетик алмааз (илүү түгээмэл, тууштай байхаар бүтээгдсэн) -ээр хийсэн зүсэх хэрэгсэл. Нийлэг алмаазан ширхэгүүд нь наалдацыг сайжруулж, элэгдэлд тэсвэртэй байхын тулд ихэвчлэн бүрсэн байдаг (жишээлбэл, никель эсвэл титанаар).
Бондын матриц: Алмазан мөхлөгүүдийг барьж, ашиглах явцад үр тариа хэр хурдан "эвдрэх" (элэгдэл) -ийг хянадаг. Нийтлэг холболтын төрлүүд нь давирхай, металл, шилэн, цахилгаанаар бүрсэн (энэ талаар дэлгэрэнгүй мэдээллийг Техникийн мэдээллийн хэсгээс үзнэ үү).
Нүх сүвний бүтэц: Бонд ба үр тарианы хоорондох жижиг цоорхой нь хөргөлтийн шингэнийг урсгах, чипс арилгах, бөглөрөхөөс сэргийлдэг бөгөөд энэ нь өндөр дулааны хэрэглээнд нарийвчлалыг хадгалахад чухал ач холбогдолтой юм.

Алмазан нунтаглах дугуйны гол шинж чанарууд

Алмазан нунтаглах дугуй нь хүнд хэцүү материалд тохиромжтой болгодог онцлог шинж чанаруудаар тодорхойлогддог. Энд анхаарах хамгийн чухал зүйлүүд байна:

1. Онцгой хатуулаг ба элэгдэлд тэсвэртэй

Алмаз нь Mohs хатуулгийн хэмжүүрээр 10-р байранд ордог (боломжтой хамгийн өндөр нь) бөгөөд энэ нь хөнгөн цагаан керамик, цахиурын карбид, шил, вольфрамын карбид зэрэг 9 Мох хүртэл хатуулагтай материалыг нунтаглах чадвартай гэсэн үг юм. Хөнгөн цагааны исэл эсвэл цахиур карбид дугуйнаас (хатуу материал дээр хурдан элэгддэг) ялгаатай нь алмаазан дугуй нь хэлбэрээ хадгалж, зүсэх үр ашгийг 50-100 дахин удаан хадгалж, багаж солих зардлыг бууруулдаг.

2. Нарийвчлалтай нунтаглах чадвар

0.5 μм (микрометр) хэмжээтэй алмаазан дугуйнууд нь Ra 0.01 μм шиг гөлгөр гадаргуугийн өнгөлгөөг олж авдаг бөгөөд энэ нь оптик эд анги, хагас дамжуулагч субстрат, эмнэлгийн төхөөрөмжүүдийн хувьд маш чухал бөгөөд бага зэргийн согогууд ч эвдрэлд хүргэдэг.

3. Дулааны эсэргүүцэл ба сэрүүн зүсэлт

Алмаз нь зэсээс 5 дахин их дулаан дамжилтын илтгэлцүүртэй тул нунтаглах явцад дулааныг хурдан гадагшлуулах боломжийг олгодог. Энэ нь шил, кварц, дэвшилтэт керамик зэрэг халуунд мэдрэмтгий материалын "дулааны гэмтэл" (жишээ нь, хагарал, түлэгдэлт, материалын эвдрэл) -ийг багасгадаг.

4. Тохируулах боломж

Үйлдвэрлэгчид алмаазан дугуйг тодорхой хэрэглээнд тохируулан тохируулдаг:

Үр тарианы хэмжээ (материалыг хурдан арилгахад бүдүүн ширхэгтэй, өнгөлгөө хийхэд нарийн ширхэгтэй).
Бондын төрөл (бага дулаан хэрэглээнд зориулсан давирхай, хүнд даацын нунтаглалтын металл).
Ажлын хэсгийн геометрт тохирсон дугуйны хэлбэр (хавтгай, аяга, таваг эсвэл радиус).

Техникийн мэдээлэл: Алмазан нунтаглах дугуй хэрхэн ажилладаг

Алмазан дугуйг зөв сонгохын тулд түүний техникийн үзүүлэлтүүдийг ойлгох нь чухал юм. Хамгийн чухал техникийн үзүүлэлтүүдийг доор харуулав.

1. Бондын төрөл: Дугуйны “нуруу”

Бонд нь дугуйны бат бөх чанар, зүсэх хурд, янз бүрийн материалд тохирох байдлыг тодорхойлдог. Дөрвөн үндсэн төрлийн бондын харьцуулалтыг энд харуулав.

Бондын төрөл	Гол шинж чанарууд	Хамгийн тохиромжтой
Резин бонд	Уян хатан, дулаан багатай, хурдан зүсдэг. Шинэ алмаазан ширхэгүүдийг ил гаргахын тулд аажмаар задардаг.	Дуусгах үйл ажиллагаа (жишээлбэл, оптик шил, хагас дамжуулагч хавтан), дулааны гэмтэлд өртөмтгий материал.
Металл бонд	Өндөр хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй, хатуулаг. Хүнд нөөцийг зайлуулахад тохиромжтой.	Хатуу металл (волфрамын карбид), бетон, чулууг нунтаглах. Хэт халалтаас сэргийлэхийн тулд хөргөлтийн шингэн шаардлагатай.
Vitrified Bond	Өндөр температурт тэсвэртэй, хэлбэр дүрсээ сайн хадгалж, бөглөрөх чадвар багатай.	Керамик, карбид багаж, холхивчийн ган зэргийг нарийн нунтаглах. Өндөр хурдтай нунтаглах (HSG) машинд ашигладаг.
Цахилгаанаар бүрсэн бонд	Ил гарсан алмаазан мөхлөг бүхий нимгэн, нягт холбоос давхарга. Хамгийн их зүсэх үр ашгийг санал болгодог.	Профайл нунтаглах (жишээ нь, турбины ир, хэвний хөндий) болон жижиг хэмжээний үйлдвэрлэл.

2. Алмаз баяжуулах

Баяжуулалт гэдэг нь дугуй дахь алмазын ширхэгийн хэмжээг (куб см тутамд каратаар хэмждэг) хэлнэ. Нийтлэг концентраци нь 50% -иас 150% хооронд хэлбэлздэг:

50-75%: Хөнгөн нунтаглах (жишээ нь өнгөлгөөний шил).
100%: Ерөнхий зориулалтын нунтаглах (жишээ нь, карбидын багаж).
125-150%: Хүнд даацын нунтаглалт (жишээлбэл, бетон, чулуу).

Өндөр концентраци = дугуйны ашиглалтын хугацаа урт боловч өндөр өртөгтэй.

3. Үр тарианы хэмжээ

Тарианы хэмжээг торон тоо (жишээ нь: 80# = бүдүүн, 1000# = нарийн) эсвэл микрометрийн (мкм) хэмжээгээр тэмдэглэнэ. Үндсэн дүрэм:

Том ширхэгтэй ширхэгүүд (80#–220#): Материалыг хурдан арилгах (жишээлбэл, керамик блокуудыг хэлбэржүүлэх).
Дунд зэргийн үр тариа (320#–600#): Тэнцвэртэй зайлуулах, дуусгах (жишээ нь, нунтаглах карбидын оруулга).
Нарийн ширхэгтэй (800#–2000#): Өндөр нарийвчлалтай өнгөлгөө (жишээлбэл, оптик линз, хагас дамжуулагч хавтан).

4. Дугуйны хурд

Алмазан дугуй нь гүйцэтгэлийг оновчтой болгохын тулд тодорхой захын хурдаар ажилладаг (секундэд метрээр хэмжигддэг, м/с).

Давирхайн холболт: 20-35 м / с (бага, дунд хурд).
Металл холболт: 15-25 м / с (дунд хурд, хөргөлтийн шингэн шаардлагатай).
Шилэн бонд: 30–50 м/с (өндөр хурд, HSG-д тохиромжтой).

Санал болгож буй хурдыг хэтрүүлбэл дугуй хагарах эсвэл алмаазны ширхэгүүд салж болно.

Уламжлалт зүлгүүрээс алмаазан нунтаглах дугуйны давуу тал

Уламжлалт зүлгүүрийн дугуйнууд (жишээлбэл, хөнгөн цагааны исэл, цахиурын карбид) нь хямд боловч хатуу эсвэл нарийн материалыг нунтаглах үед гүйцэтгэлийн хувьд муу байдаг. Алмазан дугуй яагаад хөрөнгө оруулалт хийх нь зүйтэй вэ?

1. Багажны ашиглалтын хугацааг уртасгана

Өмнө дурьдсанчлан, алмаазан дугуй нь хатуу материалыг нунтаглах үед хөнгөн цагааны исэлдүүлсэн дугуйнаас 50-100 дахин удаан ажилладаг. Жишээлбэл, алмаазан дугуй нь солихоос өмнө 10,000 карбидын оруулгыг нунтаглаж чаддаг бол хөнгөн цагаан исэлдүүлсэн дугуй нь зөвхөн 100-г дааж чаддаг. Энэ нь багажны өөрчлөлтийн зогсолтыг багасгаж, урт хугацааны зардлыг бууруулдаг.

2. Нунтаглалтын өндөр үр ашиг

Алмазын хатуулаг нь уламжлалт зүлгүүрээс илүү хурдан материалыг огтлох боломжийг олгодог. Жишээлбэл, 10 мм зузаантай хөнгөн цагаан керамик хавтанг алмаазан дугуйгаар нунтаглахад 2-3 минут зарцуулдаг бол цахиурын карбидын дугуйгаар 10-15 минут зарцуулдаг.

3. Гадаргуугийн дээд зэргийн чанар

Уламжлалт дугуйнууд нь ихэвчлэн хатуу материал дээр "зураас" эсвэл "бичил хагарал" үлдээдэг тул нэмэлт өнгөлгөө хийх шаардлагатай болдог. Алмазан дугуй нь нэг дамжлагад толин тусгал мэт өнгөлгөө гаргаж, нунтаглалтын дараах боловсруулалт хийх шаардлагагүй, цаг хугацаа хэмнэдэг.

4. Материалын хаягдал багасна

Алмазан дугуйтай нарийн нунтаглах нь "хэт нунтаглах" -ыг багасгадаг (шаардлагаас илүү их материалыг зайлуулах). Энэ нь хагас дамжуулагч хавтан (нэг ширхэг хавтан нь 1000 долларын үнэтэй байдаг) эсвэл эмнэлгийн зориулалттай керамик зэрэг үнэтэй материалын хувьд маш чухал юм.

5. Олон талт байдал

Уламжлалт дугуйнаас ялгаатай нь (металл эсвэл зөөлөн материалаар хязгаарлагддаг) алмаазан дугуй нь өргөн хүрээний субстратыг нунтагладаг: шил, кварц, керамик, карбид, чулуу, бетон, тэр ч байтугай нүүрстөрөгчийн шилэн бэхжүүлсэн полимер (CFRP) гэх мэт синтетик материалыг нунтаглана.

Хэрэглээ: Алмазан нунтаглах дугуйг хаана ашигладаг

Алмазан нунтаглах дугуй нь нарийвчлал, бат бөх чанарыг шаарддаг салбаруудын салшгүй хэсэг юм. Тэдний хамгийн түгээмэл хэрэглээний тохиолдлуудыг доор харуулав.

1. Хагас дамжуулагч ба электроникийн үйлдвэр

Хэт хавтгай гадаргуу (±0.5 μм тэгш байдал) авахын тулд цахиурын ялтсуудыг (микрочипэд ашигладаг) нунтаглана.
Цахилгаан электроник болон 5G төхөөрөмжүүдэд зориулсан галлийн арсенид (GaAs) ба цахиурын карбид (SiC) субстратыг хэлбэржүүлэх.
Гэрлийн гаралтыг сайжруулахын тулд LED чипийг өнгөлөх.

2. Агаарын сансрын болон автомашины

Хөдөлгүүрийн үр ашгийг хангахын тулд турбины ирийг (титан эсвэл Инконелоор хийсэн) хатуу хүлцэл (±0.01 мм) хүртэл нунтаглах.
Шаазан тоормосны дискийг (өндөр хүчин чадалтай машинд ашигладаг) халуунд тэсвэртэй, удаан эдэлгээтэй болгох.
Хурц ирмэгийг хадгалахын тулд өнгөлгөөний карбидын багажны битүүд (нисэх онгоцны хөдөлгүүрийг боловсруулахад ашигладаг).

3. Оптик ба эмнэлгийн салбар

Зураасгүй гадаргуутай болгохын тулд камер, телескоп, нүдний шилний оптик линзийг (шил эсвэл хуванцар) өнгөлнө.
Биологийн нийцтэй байдлын стандартыг хангаж, нарийн тааруулахын тулд эмнэлгийн имплантуудыг (жишээлбэл, керамик хип үе, титан ясны эрэг) нунтаглана.
Хайлсан цахиурыг барихын тулд кварцын тигль (хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлд ашигладаг) хэлбэржүүлэх.

4. Барилга, чулуу боловсруулах

Арилжааны барилгуудын гөлгөр, тэгш гадаргуу үүсгэхийн тулд бетонон шалыг нунтаглах.
Countertops, хавтанцар, хөшөө дурсгалд зориулсан байгалийн чулуу (гантиг, боржин) хэлбэржүүлэх.
Гоо сайхны үзэмжийг нэмэгдүүлэхийн тулд инженерийн чулуу (жишээ нь кварцит) өнгөлнө.

5. Багаж хэрэгсэл & Die Manufacturing

Зүсэлтийн гүйцэтгэлийг сэргээхийн тулд карбидын төгсгөлийн тээрэм, өрөм, цоолтуурын багажийг хурцалж байна.
Мөөгөнцөрийн хөндийг (хуванцар шахах хэлбэрт ашигладаг) нарийн хэлбэр, гадаргуугийн өнгөлгөөнд нунтаглана.

Алмазан нунтаглах дугуйг хэрхэн зөв сонгох вэ

Зөв дугуй сонгох нь гурван хүчин зүйлээс хамаарна.

Ажлын хэсгийн материал: Материалын хатуулагт тохирсон холболтын төрлийг сонгоно уу (жишээ нь, карбидын хувьд металл холбоос, шилний хувьд давирхайн холбоос).
Нунтаглах зорилго: Материалыг зайлуулах зориулалттай бүдүүн ширхэгтэй, өнгөлгөөний зориулалттай нарийн ширхэгтэй.
Машины нийцтэй байдал: Дугуйны хурд, хэмжээ нь таны нунтаглах машины үзүүлэлттэй тохирч байгаа эсэхийг шалгаарай.

Жишээ нь:

Хэрэв та цахиур хавтан (зөөлөн, халуунд мэдрэмтгий) нунтаглаж байгаа бол 1000 # ширхэгтэй давирхайтай дугуй нь хамгийн тохиромжтой.
Хэрэв та вольфрамын карбидын багажийг (хатуу, хүнд даацын) хэлбэржүүлж байгаа бол 220 # ширхэгтэй металл холбох дугуй хамгийн сайн ажилладаг.

Шуудангийн цаг: 2025 оны 8-р сарын 31-ний хооронд