Miks õõnsuste tuvastamine on oluline sinterdatud tehisdiamantsegmentides

Mikroõõnsuste mõju segmenti toimingu, kulumiskindluse ja sidumise tugevusele

Sinterdatud tehisdiamantsegmentides olevad pisikesed õhupoolsused mõjutavad negatiivselt nende lõikeomadusi ja üldist tugevust. Need väikesed lüngad muutuvad koormuse kogunemise kohadeks töö ajal, mis võib kiirendada kulumist kuni kahekordselt. Kui need õhulüngad asuvad just seal, kus tehisdiamandid puutuvad kokku sidemeainega, nõrgeneb kogu ühendus. See tähendab, et tehisdiamandid hakkavad liiga vara välja langema ja tööriistad ei kesta peaaegu nii kaua kui peaksid. Me oleme näinud, et vaid 2% poorsega segmendid lõikasid graniidist umbes 15% aeglasemalt, lisaks tõusis vibratsioon umbes 25%. Teine suur probleem on see, et need lüngad on tegelikult praod tekkeks valmis. Suure pöördemomendi korral suureneb seetõttu täieliku tööriista rikke oht. Seetõttu on niisuguste varjatud defektide kontrollimine enne segmentide kasutuselevõttu nii oluline. Vigaste varajane tuvastamine hoiab kõik sujuvalt käima ja takistab ohtlike rikete tekkimist hilisemas etapis.

Põletatud tehnoloogiaga tehtud tehnoloogilised eripärad: tihedusgradient, terade piirpindade ja mikromeetriteskaalaline pooride tuvastamise piir

Tihendatud tehisalmassi defektide tuvastamine on keerulisem võrreldes tavapäraste materjalidega, kuna tehisalmist ja metallset siduvat ainet eraldav tihedusvahe tekitab probleeme. See mitteühtivus segab ultraheliuuringuid, sest signaalid hajuvad, mistõttu on väikesed, alla 50 mikroni suurused õõnsused raskesti tuvastatavad. Vaadates tera piire, satub ka röntgenkiirgus raskustesse, kuna difraktsioon takistab pilti. Ärge isegi mainige neid pisikesi õõnsusi karbiidi osakeste lähedal, mis tekitavad valesid häiresignaale. Enamik olemasolevaid katsetusmeetodeid suudab tuvastada alles üle 10 mikroni suurused defektid, mis ei tundu palju, kuid uskuge mind – need pisikesed lünkad mõjutavad jõudsalt soojusjuhtivust ja vähendavad tööriista eluiga. Lisaks omavad tihendatud komposiidid anisotroopilisi omadusi, mistõttu traditsiooniline pildistamine ei anna piisavat infot. On vaja paremaid 3D-tehnoloogiaid, et eristada tegelikke pooride struktuure tavapäraste tihedusmuutustega. Kogu see olukord näitab, et meie kvaliteedinõuete süsteemil on endiselt olemas suur puudujääk, kui tegemist on esmanõudlike lõiketööriistade valmistamisega.

Ultraheliuuringud ja skaneeriv akustiline mikroskoopia tühimikute tuvastamiseks

Pulse-echo UT tühimike massilise tuvastamiseks ja sügavusliku lokaliseerimiseks tihketes segmentides

Pulse-echo ultraheliuuringud toimivad väga hästi, kui otsida õhupurse suuremaid kui umbes 100 mikronid sülmutatud teemantosadest. Meetod saatnud materjali sisse kõrgsageduslikke helilaineid ning mõõdab, kui palju aega neil kulub tagasi peegelduda. See võimaldab tehnikutele peaaegu täpselt leida varjatud defekte, tavaliselt umbes 0,1 millimeetri täpsusega. UT-i kasulikkuse tagab, et need helilained suudavad läbida suhteliselt pakseid materjale. Seega saavad tehases töötajad kontrollida neid tugevaid teemantmetallkomposiite ilma, et peaksid neid lahti lõikama, et näha, mis on sees. Nad saavad tegelikult skaneerida terveid sektsioone korraga ning tuvastada, kus probleemid võivad peituda.

Skaneeriv akustiline mikroskoopia (SAM) kõrge resolatsiooniga mikromeetriaastme tühimike tuvastamiseks teemant-sideaja liidestes

Skaneeriv akustiline mikroskoopia ehk lühemalt SAM annab meile palju parema ülevaate väikestest õõnsustest tekkivatest tühimikes tehnika ja sidumismaterjalide vahel. Süsteem suudab tegelikult tuvastada defekte umbes 10 mikromeetri suuruseks. Kui paigutame fokuseeritud andurid erilistesse vedelikuga täidetud paakidesse, loob SAM detailseid C-skan piltide abil nähtavaks, kus sidemed on katkenud ja kus on liiga suur poroossus helilainete peegeldumise erinevuste tõttu. Selle eriline väärtus seisneb selles, et see tuvastab alad, kus pinged kogunevad nendest väikestest tühimikest, mis on väiksemad kui 50 mikromeetrit. Ja arva, mis? Need väikesed probleemid viivad sageli tööriistade varasema katkemiseni kui oodatud abrasiivsete lõikamisoperatsioonide käigus, seega nende varajane avastamine säästab nii aega kui ka raha asendustööriistade osas.

Röntgenkiirte radiograafia ja kompuuttervõrgustiku tomograafia õõnsuste tuvastamiseks ja kvantifitseerimiseks

Digitaalne radiograafia kiireks õõnsuste ekraaniks ja suuruse jaotuse hindamiseks

Digitaalne röntgelpildistus võimaldab suhteliselt kiiresti suurel skaalal tuvastada õhupisaridest pressimistest tehtud tehisdiamandi osades. See protsess loob kahe mõõtmetega pildid, mis näitavad alamid, kus on väiksem tihedus, mis tavaliselt viitab olemasolevatele õõnsustele. Enamik tootjaid leiab, et see meetod sobib suurepärdselt vigadest suuremad kui umbes 50 mikromeetrit ning kiireks ülevaadeks, kuidas need defektid levivad erinevate partide vahel mõne minuti jooksul. Seetõttu kasutatakse seda meetodit paljudes tehastes esimesena toote kvaliteedi kontrollimisel. Siiski on üks suur puudus, mida siin tasub rõhutada. Kuna digitaalne radiograafia ei anna palju teavet sügavuse kohta, jäävad sageli tähele panemata väiksemad augud, mis on pildis teiste struktid all varjatud. See võib olla probleem eriti keeruliste geomeetriadega, kus struktid üketeise pildis kattuvad.

Mikro-CT 3D õõnsuste kujutamiseks, ruumilise poorse koguse määramiseks ning morfoloogia analüüsiks

Mikrokompuutertomograafia (micro-CT) võimaldab tuhandete röntgenprojektsioonide abil sisemiste segmendistruktuuride täielikku 3D rekonstrueerimist. See meetod võimaldab:

• Täpset ruumala poroossuse mõõtmist kuni 0,1%
• Tühimike kuju, orientatsiooni ja pinnattekstuuri detailset analüüsi
• Tühimikuklastrite ruumilist kaardistamist kriitiliste liideste lähedal
  Erinevalt 2D meetoditest tuvastab micro-CT tihedate faaside taga asuvad peidetud tühimikud ning kvantifitseerib nende mõju struktuurilisele tugevusele. Resolutsioonini 500 nm võimaldab see otsese seose kindlakstegemise tühimike omaduste ning täheldatud kulumis- või murdmismustrite vahel.

Õige tühimike tuvastusmeetodi valimine: tootjatele mõeldud praktilised juhised

Õige tühimikute avastamise meetodi valimine sõltub suuresti sellest, kui oluline on detailide tasand võrreldes sellega, kui kiiresti vajame vastuseid. Mikro-CT annab suurepäraseid tulemusi siis, kui keegi vajab üksikasjalikke 3D-pilte tühimike jaotusest või soovib kvantifitseerida poorkust alla 5 mikroni. 0,1 kuni 1 mikroni resolutsioon annab pilti materjali struktuuridest, mille kohta teised meetodid lihtsalt ei suuda midagi öelda, ja paljud tootjad on näinud umbes 92% edukuse määra peidetud defektide leidmisel isegi erakõvades materjalides. Olukordades, kus prioriteediks on kiirus sügavuse asemel, tuvastab digitaalne röntgenograafia tühimikud, mis on suuremad kui 30 mikronit, 15–30 korda kiiremini kui mikro-CT, kuigi see ei ütle meile täpselt, kus need tühimikud asuvad pinnakihist all. Kui meie peamine mure on kihtide vaheline sidumiskindlus, siis skaneeriv akustiline mikroskoopia (SAM) suudab tuvastada väikesed tühimikud juba 1 mikroni suurusest kindlates kohtades, samas kui pulsilõõmutus-ultraheli suudab tuvastada suuremad tühimikud, mis on üle 50 mikroni, kogu sektsioonide ulatuses. Kontrollige alati leitud andmeid risti erinevate meetodite abil, näiteks SAM-i tulemuste sobitamisel mikro-CT mudelitega, et midagi olulist ära ei jääks. Ärge unustage ka praktilisi aspekte – seadmete hinnad varieeruvad märkimisväärselt, mõned tehnikad töötavad paremini väikeste proovide puhul kui suurte partide korral ning kaaluge, kas traditsiooniline metallograafia sobib kvaliteedinõuete kinnitamiseks.