Geàrr-chunntas
Tha Polycrystalline Diamond Compact (PDC), ris an canar gu cumanta daoimean co-dhèanta, air ath-bhualadh a thoirt air gnìomhachas innealachaidh mionaideach air sgàth a chruas sònraichte, a sheasamh an aghaidh caitheamh, agus a sheasmhachd teirmeach. Tha am pàipear seo a’ toirt seachad mion-sgrùdadh air feartan stuthan PDC, pròiseasan saothrachaidh, agus tagraidhean adhartach ann an innealachadh mionaideach. Tha an deasbad a’ còmhdach a dhreuchd ann an gearradh aig astar luath, bleith ultra-mhionaideach, meanbh-innealachadh, agus saothrachadh phàirtean aerospace. A bharrachd air an sin, thathas a’ dèiligeadh ri dùbhlain leithid cosgaisean cinneasachaidh àrda agus brisgeachd, còmhla ri gluasadan san àm ri teachd ann an teicneòlas PDC.
1. Ro-ràdh
Tha feum aig innealachadh mionaideach air stuthan le cruas, seasmhachd agus seasmhachd teirmeach nas fheàrr gus cruinneas aig ìre micron a choileanadh. Bidh stuthan innealan traidiseanta leithid tungsten carbide agus stàilinn àrd-astar gu tric a’ fàiligeadh ann an suidheachaidhean anabarrach, agus mar thoradh air sin thathas a’ gabhail ri stuthan adhartach leithid Polycrystalline Diamond Compact (PDC). Tha PDC, stuth stèidhichte air daoimean synthetigeach, a’ taisbeanadh coileanadh gun choimeas ann an innealachadh stuthan cruaidh is brisg, a’ gabhail a-steach ceirmeag, co-dhèanamh, agus stàilinnean cruaidhte.
Tha am pàipear seo a’ sgrùdadh prìomh fheartan PDC, na dòighean saothrachaidh aige, agus a bhuaidh atharrachail air innealachadh mionaideach. A bharrachd air sin, tha e a’ sgrùdadh dùbhlain làithreach agus adhartasan san àm ri teachd ann an teicneòlas PDC.
2. Feartan Stuthan PDC
Tha PDC air a dhèanamh suas de shreath de dh’diamant polycrystalline (PCD) a tha ceangailte ri fo-strat tungsten carbide fo chumhachan àrd-bhruthadh, àrd-theodhachd (HPHT). Am measg nam prìomh fheartan tha:
2.1 Cruas anabarrach agus strì an aghaidh caitheamh
’S e daoimean an stuth as cruaidhe a tha aithnichte (cruas Mohs de 10), agus mar sin tha PDC freagarrach airson stuthan sgrìobach a innealachadh.
Bidh strì an aghaidh caitheamh nas fheàrr a’ leudachadh beatha innealan, a’ lughdachadh ùine downt ann an innealachadh mionaideach.
2.2 Seoltachd Teirmeach Àrd
Bidh sgaoileadh teas èifeachdach a’ cur casg air deformachadh teirmeach rè innealachadh aig astar luath.
A’ lughdachadh caitheamh innealan agus a’ leasachadh crìochnachadh uachdar.
2.3 Seasmhachd Cheimigeach
A’ seasamh an aghaidh ath-bheachdan ceimigeach le stuthan iarainn agus neo-iarann.
A’ lughdachadh milleadh innealan ann an àrainneachdan creimneach.
2.4 Seasmhachd Briseadh
Bidh an t-substrate tungsten carbide a’ neartachadh strì an aghaidh buaidh, a’ lughdachadh sgoltadh is briseadh.
3. Pròiseas Saothrachaidh PDC
Tha grunn cheumannan cudromach ann an riochdachadh PDC:
3.1 Co-chur Pùdar Daoimean
Bithear a’ dèanamh mìrean daoimean sintéiseach tro HPHT no tasgadh smùid ceimigeach (CVD).
3.2 Pròiseas Sinterachaidh
Tha pùdar daoimean air a shintearachd air fo-strat tungsten carbide fo chuideam mòr (5–7 GPa) agus teòthachd (1,400–1,600°C).
Bidh catalaiche meatailteach (me, cobalt) a’ comasachadh ceangal daoimean ri daoimean.
3.3 Iar-phròiseasadh
Bithear a’ cleachdadh innealachadh sgaoilidh leusair no dealain (EDM) gus PDC a chumadh gu innealan gearraidh.
Bidh làimhseachadh uachdar a’ neartachadh greamachadh agus a’ lughdachadh cuideaman fuigheallach.
4. Tagraidhean ann an innealachadh mionaideach
4.1 Gearradh Àrd-astar de Stuthan Neo-fhiarach
Tha innealan PDC air leth math ann an innealachadh alùmanum, copar, agus co-dhèanamhan snàithleach gualain.
Tagraidhean ann an càraichean (innealachadh loine) agus eileagtronaigeach (muilleachadh PCB).
4.2 Bleith Ultra-Mionaideach de Cho-phàirtean Optaigeach
Air a chleachdadh ann an dèanamh lionsan is sgàthan airson lasers agus teileasgopan.
A’ coileanadh garbh-chruth uachdar fo-micron (Ra < 0.01 µm).
4.3 Micro-innealachadh airson innealan meidigeach
Bidh meanbh-drileagan agus muilnean-crìche PDC a’ toirt a-mach feartan iom-fhillte ann an innealan lannsaichte agus implantan.
4.4 Innealachadh Pàirtean Adhair
A’ meacanaigeadh aloidhean titanium agus CFRP (poileamairean neartaichte le snàithleach gualain) le glè bheag de chaitheamh innealan.
4.5 Innealachadh Ceirmeag Adhartach agus Stàilinn Chruaidhichte
Bidh PDC a’ dèanamh nas fheàrr na nitride boron ciùbach (CBN) ann an innealachadh silicon carbide agus tungsten carbide.
5. Dùbhlain agus Cuingealachaidhean
5.1 Cosgaisean Riochdachaidh Àrda
Tha cosgaisean stuthan daoimean is co-chur HPHT a’ cuingealachadh gabhail farsaing.
5.2 Briseadh ann an Gearradh Eadar-bhriste
Tha innealan PDC buailteach do sgoltadh nuair a bhios iad a’ innealachadh uachdar neo-leantainneach.
5.3 Crìonadh Teirmeach aig Teòthachdan Àrda
Bidh grafaiteachadh a’ tachairt os cionn 700°C, agus tha sin a’ cuingealachadh a chleachdadh ann an innealachadh tioram stuthan iarainn.
5.4 Co-chòrdalachd Cuibhrichte le Meatailtean Iarainn
Bidh ath-bheachdan ceimigeach le iarann ag adhbhrachadh caitheamh nas luaithe.
6. Gluasadan agus Nuadh-eòlasan san Àm ri Teachd
6.1 PDC Nano-Structaraichte
Bidh toirt a-steach gràinean nano-diamant a’ neartachadh cruas agus strì an aghaidh caitheamh.
6.2 Innealan PDC-CBN Tar-chinealach
A’ cothlamadh PDC le nitride boron ciùbach (CBN) airson innealachadh meatailt iarainn.
6.3 Saothrachadh Leasachail Innealan PDC
Leigidh clò-bhualadh 3D le geoimeatraidhean iom-fhillte fuasglaidhean innealachaidh gnàthaichte.
6.4 Còmhdaichean Adhartach
Bidh còmhdachaidhean gualain coltach ri daoimean (DLC) a’ leasachadh fad-beatha innealan tuilleadh.
7. Co-dhùnadh
Tha PDC air fàs riatanach ann an innealachadh mionaideach, a’ tabhann coileanadh gun choimeas ann an gearradh aig astar luath, bleith ultra-mhionaideach, agus meanbh-innealachadh. A dh’ aindeoin dhùbhlain leithid cosgaisean àrda agus brisgeachd, tha adhartasan leantainneach ann an saidheans stuthan agus dòighean saothrachaidh a’ gealltainn a chleachdaidhean a leudachadh tuilleadh. Neartaichidh innleachdan san àm ri teachd, a’ gabhail a-steach PDC nano-structaraichte agus dealbhadh innealan measgaichte, a dhreuchd ann an teicneòlasan innealachaidh an ath ghinealaich.
Àm puist: 07 Iuchar 2025
