Zašto je otkrivanje praznina važno u sinteriranim dijamantima

Uticaj mikro-prostih površina na performanse segmenta, otpornost na habanje i integritet vezivanja

Mali džepovi zraka unutar sintriranih dijamanata stvarno štete na njihovoj rezljivosti i ukupnoj čvrstoći. Ovi mali jazovi postaju problematične točke gdje se stres nakuplja tijekom rada, što može učiniti da se oštećenje dogodi mnogo brže, ponekad čak i udvostručuje. Kada se te praznine pojave točno tamo gdje dijamanti susreću materijal koji ih veže, cijela veza postaje slabija. To znači da dijamanti počinju izlaziti prerano, a alati ne traju ni približno toliko dugo koliko bi trebali. Vidjeli smo da se segmentovi s samo 2% poroznosti izvode oko 15% sporije pri sečenju kroz granit, plus ima mnogo više vibracija oko 25% više. Drugi veliki problem je što te praznine u osnovi čekaju da se počnu formirati pukotine. U situacijama s velikim obrtnim momentom, to povećava šanse za potpuni neuspjeh alata. Zato provjeravanje za ove skrivene nedostatke prije stavljanja segmenta u službu čini tako veliku razliku. Ako se loše stvari otkriju ranije, sve će se raditi glatko i spriječit će se opasni neuspjeh.

U skladu s člankom 3. stavkom 2. točkom (a) ovog članka, za sve komponente koje se upotrebljavaju u proizvodnji dijamantnih kompozitnih materijala, za koje se primjenjuje točka (b) ovog članka, za koje se primjenjuje točka (c) ovog članka, za sve komponente koje se upotrebljavaju

Pronalaženje praznina u sinteriranim dijamantnim kompozitnim materijalima je komplikovanije u usporedbi s običnim materijalima zbog teške razlike gustoće između dijamantnih zrna i metalnih vezivača. Nesukladnost stvara probleme za ultrasonosno testiranje jer se signali raspršuju, što otežava otkrivanje sitnih praznina ispod 50 mikrona. Kad se gledaju granice zrna, rendgenski zraki također imaju problema jer se difrakcija usporava. I ne pokušavaj me natjerati da počnem s tim malim prazninama koje visiju blizu čestica karbida koje samo vrište lažne alarme. Većina trenutnih testova jedva može otkriti nešto manje od 10 mikrona, što možda ne zvuči kao puno, ali vjerujte mi, ti mali praznine stvarno ometaju prijenos toplote i skraćuju životni vijek alata. Plus, sinterirani kompozitni materijali imaju ovo smjerno svojstvo, tako da obična slika neće uspjeti. Trebamo bolje 3D tehnike za razlikovanje pravih pora od normalnih promjena gustoće. Cijela ova situacija pokazuje da još uvijek postoji velika rupa u našim procesima kontrole kvalitete za izradu vrhunskih alatki za rezanje.

Ultrasonika i skeniranje Akustična mikroskopija za otkrivanje praznina

Uređaj za detekciju praznine i lokalizaciju dubine u gustim segmentima

Ultrasonik testiranje radi jako dobro kada tražite zračne džepove veće od 100 mikrona u tim sinteriranim dijamantima. Tehnika šalje visokofrekventne zvučne valove u materijal, a zatim mjeri koliko im treba vremena da se odbiju. To omogućuje tehničarima da pronađu skrivene nedostatke prilično precizno, obično u rasponu od oko 0,1 milimetara u svakom slučaju. Ono što čini UT tako korisnim je da ti zvučni valovi mogu proći kroz prilično debele materijale. To znači da radnici u tvornici mogu pogledati te čvrste dijamantne kompozite bez da ih moraju razrezati samo da vide što je unutra. U osnovi, mogu skenirati čitave dijelove odjednom i otkriti gdje se problemi mogu skrivati.

Skeniranje akustičke mikroskopije (SAM) za otkrivanje praznine u μm-skali visoke rezolucije na dijamantu-vezivom sučelje

Skeniranje akustičkom mikroskopom, ili skraćeno SAM, daje nam mnogo bolje detalje kada gledamo u sitne praznine između dijamanata i njihovih materijala za vezanje. Sistem zapravo može otkriti defekte do veličine od oko 10 mikrometara. Kada stavimo fokusirane pretvarače u posebne spremnike pune tekućine, SAM stvara detaljne slike C-scan koji pokazuju gdje su veze prekinute i gdje je previše poroznost zbog razlika u kako zvučni valovi odbijaju natrag. Ono što ga čini zaista vrijednim jest da pronalazi područja gdje se nagomilava stres iz tih sitnih praznina manjih od 50 mikrometara. I pogodi što? Ti mali problemi često dovode do toga da se alati pokvare prije nego što se očekuje tijekom operacija abrazivnog rezanja, pa ih rano otkrivanje štedi vrijeme i novac na zamjenama.

Radiografija i računalna tomografija za otkrivanje i kvantifikaciju praznina

Digitalna radiografija za brzi pregled praznine i procjenu raspodjele veličine

Digitalna rendgenska tehnologija omogućuje da se vrlo brzo na velikoj skali pronađu džepovi zraka u sinteriranim dijamantima. Proces stvara dvodimenzionalne slike koje prikazuju područja s manjom gustoćom, što obično znači da su prisutne praznine. Većina proizvođača smatra da ova metoda odlično djeluje za otkrivanje mana većih od oko 50 mikrometara i brz pregled kako se te greške šire kroz različite serije u samo nekoliko minuta. Zato ga mnoge tvornice koriste prvo prilikom provjere kvalitete proizvoda. Ali postoji jedna velika slabost koja vrijedi spomenuti. Budući da digitalna radiografija ne daje mnogo informacija o dubini, manje rupe skrivene ispod drugih obilježja često prolaze nezapažene. To može biti problem posebno kada se bave složene geometrije gdje strukture preklapaju jedni druge u slici.

Mikro-CT za 3D kartiranje praznine, količinsko kvantificiranje poroznosti i morfološku analizu

Mikro-računarska tomografija (mikro-CT) pruža sveobuhvatnu 3D rekonstrukciju unutarnjih struktura segmenta koristeći tisuće radiografskih projekcija. Ova metoda omogućuje:

• U slučaju da se ne primjenjuje presna mjerenja, mora se utvrditi da je točna količina poreznosti u skladu s člankom 6. stavkom 2.
• Detaljna analiza oblika praznine, orijentacije i teksture površine
• Prostrano mapiranje praznih klastera u blizini kritičnih sučelja
  Za razliku od 2D tehnika, mikro-CT otkriva skrivene praznine iza gustoćnih faza i kvantificira njihov utjecaj na strukturni integritet. S rezolucijama koje dosežu 500 nm, omogućuje izravnu korelaciju između karakteristika praznine i promatranog obrazaca habanja ili frakture.

Izbor odgovarajuće metode za otkrivanje praznina: Praktične smjernice za proizvođače

Odabir prave tehnike otkrivanja praznine zapravo se svodi na to koliko je detalja najvažnije, a ne koliko brzo trebamo odgovore. Mikro CT radi čuda kada netko treba detaljne 3D prikaze raspodjele praznine ili želi kvantificirati poroznost ispod 5 mikrona. Raspon rezolucije od 0,1 do 1 mikron daje uvid u strukture materijala koje druge metode jednostavno ne mogu uskladiti, a mnogi proizvođači su vidjeli oko 92% uspješnosti u pronalaženju skrivenih mana čak i u super tvrdim materijalima. Za situacije u kojima brzina ima prednost nad dubinom, digitalna radiografija provjerava praznine veće od 30 mikrona brzinom od 15 do 30 puta brže od mikro CT-a, iako nam neće točno reći gdje se te praznine nalaze ispod površine. Ako je integritet veze između slojeva naša glavna briga, skeniranje akustičnom mikroskopom (SAM) može otkriti sitne praznine od samo 1 mikron u određenim mjestima, dok pulsno ekohultrasonik rukovodi većim prazninama preko 50 mikron u cijelom dijelu. Uvijek provjerite nalaze koristeći različite metode, kao što su usporedba SAM rezultata s mikro CT modelima, kako ne biste propustili nešto važno. Ne zaboravite ni praktične stvari - cijene opreme se jako razlikuju, neke tehnike bolje rade na manjim uzorcima nego na velikim serijama, i razmislite je li tradicionalna metalografija smislena za potvrđivanje standarda kontrole kvalitete.