Зашто је детекција празнина важна у синтрираним дијамантним сегментима

Утјецај микро-празноћа на перформансе сегмента, отпорност на зношење и интегритет веза

Мали ваздушни џепови унутар синтерних дијамантских сегмената заиста штете њиховој рези и њиховој општој чврстоћи. Ови мали празнини постају проблемска места где се стрес акумулише током рада, што може учинити да се зношење деси много брже, понекад чак удвоструко. Када се ове празнине појаве тамо где дијаманти сусрећу везујући материјал, цела веза постаје слабија. То значи да дијаманти почињу да се појављују прерано, а алати не трају дуго колико би требало. Видели смо да сегменти са само 2% порозности раде око 15% спорије када сече кроз гранит, плус има много више вибрација око 25% додатно. Још један велики проблем је да ове празнине у основи чекају да се почетке формирају. У ситуацијама са великим крутним тренуцима, ово повећава шансе за потпуну неисправност алата. Зато је провера на ове скривене мане пре пуштања сегмената у употребу тако значајна. Ако се лоше ствари рано открију, све ће се радити гладко и спречиће се опасни неуспех.

Изозображени диментови су саставни материјали који се синтерирају: градијати густине, интерфејс зрна и границе детекције празнине у микрометарској скали

Проналажење празнина у синтерисаним дијамантним композитима је потеже у поређењу са обичним материјалима због тих досадних разлика густине између дијамантних зрна и металних везача. Неизлазак ствара проблеме за ултразвучно тестирање јер се сигнали расејавају, што отежава откривање ситних празнина испод 50 микрона. Када се гледају границе зрна, рентгенски зраци такође имају проблема јер им се дифракција меша. И немој ме ни дакувати да почну са тим малим празнинама које висију близу карбидних честица које само вичу лажне аларме. Већина тренутних тестова једва могу да открију било шта мање од 10 микрона, што можда не звучи као много, али верујте ми, ове мале празнине заиста нарушавају пренос топлоте и скраћују живот алата. Плус, синтрирани композити имају овакву усмерну особину, тако да обична слика не може да се реши. Потребне су нам боље 3Д технике да би се разликовале стварне поре од нормалних промена густине. Цела ова ситуација показује да још увек постоји велика рупа у нашим процесима контроле квалитета за производњу врхунских алата за сечење.

Ултразвучно тестирање и скенирање Акустичка микроскопија за детекцију празнина

Пулсно-екхо УТ за детекцију пустоће у величини и локализацију дубине у густим сегментима

Ултразвучно тестирање импулсног ехо-изражаја добро функционише када тражимо ваздушне џепове веће од око 100 микрона у тим синтерисаним дијамантним деловима. Ова техника шаље високофреквентне звучне таласе у материјал, а затим мере колико дуго треба да се врате. То омогућава техничарима да пронађу скривене мане прилично прецизно, обично у оквиру 0,1 милиметар у сваком случају. Оно што чини УТ тако корисним је то што ови звучни таласи могу проћи кроз прилично густе материјале. То значи да фабрички радници могу да провере те чврсте дијамантске металне композите без потребе да их исече само да би видели шта је унутра. Они могу да скенирају читаве секције одједном и да открију где се проблеми крију.

Скенерска акустичка микроскопија (SAM) за откривање празнине у високој резолуцији у микромасштабу на интерфејсима дијамантног везача

Скенерска акустична микроскопија, или САМ, нам даје много боље детаље када посматрамо ситне празнине између дијаманта и њихових материјала за везивање. Систем може да открије дефекте до 10 микрометра. Када ставим фокусиране предатчице у специјалне резервоаре пуне течности, САМ ствара детаљне СС снимке које показују где су веза прекинута и где је превише порозности због разлика у томе како се звучни таласи одкрећу. Оно што ово чини заиста вредно је то што налази подручја где се стрес гради из ових малих празнина мањих од 50 микрометра. И погодите шта? Ови мали проблеми често доводи до тога да се алати покваре пре него што се очекивало током абразивних резања, тако да их рано ухватити штеди време и новац на замене.

Рентгенска радиографија и рачунарска томографија за детекцију и квантификацију празнина

Цифрова рентгенографија за брз скрининг вакуума и процену расподеле величине

Цифрно рентгенско снимање омогућава да се у великим количинама прилично брзо процени да ли постоје ваздушни џепови у синтерираним дијамантним деловима. Процес ствара дводимензионалне слике које приказују подручја са мањом густином, што обично значи да су присутне празнине. Већина произвођача сматра да ова метода одлично функционише за откривање недостатака већих од око 50 микрометра и за брзо посматрање како се ови дефекти шире кроз различите партије за само неколико минута. Зато многи произвођачи користе то прво када проверују квалитет производа. Али постоји једна велика тачка која вреди да се помену. Пошто дигитална рентгенографија не даје много информација о дубини, мање рупе скривене испод других облика често остају незапажене. Ово може бити проблем посебно када се бавите сложеним геометријом где се структуре преклапају једна са другом на слици.

Микро-ЦТ за 3Д мапирање празнине, квантификацију волуметричке порозности и морфолошку анализу

Микрокомпјутеризована томографија (микро-ЦТ) пружа свеобухватну 3Д реконструкцију унутрашњих сегментних структура користећи хиљаде радиографских пројекција. Ова метода омогућава:

• Прецизно мерење волуметријске порозности до 0,1%
• Детаљна анализа облика, оријентације и текстуре површине празнине
• Пространско мапирање празних кластера у близини критичних интерфејса
  За разлику од 2Д техника, микроЦТ открива скривене празнине иза густих фаза и квантификује њихов утицај на структурни интегритет. Са резолуцијама до 500 нм, омогућава директну корелацију између карактеристика празнине и примећених обрасца зноја или крчања.

Избор праве методе за откривање празнина: Практичне смернице за произвођаче

Избор праве технике откривања празнине заиста зависи од тога који ниво детаља је најважнији у поређењу са брзином која нам је потребна. Микро ЦТ ради чуда када неко треба детаљне 3Д слике расподеле празнине или жели да квантификује порозност испод 5 микрона. Размај резолуције од 0,1 до 1 микрона даје увид у структуру материјала који друге методе једноставно не могу да уједначе, а многи произвођачи су видели око 92% успеха у проналажењу скривених недостатака чак и у супер тврдим материјалима. За ситуације у којима је брзина приоритетна од дубине, дигитална рентгенографија проверава празнине веће од 30 микрона брзином од 15 до 30 пута брже од микроЦТ-а, иако нам неће рећи тачно где се те празнине налазе испод површине. Ако је интегритет везе између слојева наша главна брига, скенирање акустичне микроскопије (САМ) може да открије мале празнине од 1 микрона на одређеним местима, док импулсни ехо ултразвук управља већим празнинама од 50 микрона преко читавих секција. Увек проверите резултате користећи различите методе, као што је уравњавање резултата САМ-а са микро ЦТ моделима, како бисте избегли да пропустите нешто важно. Не заборавите и практичне ствари - цене опреме се веома разликују, неке технике боље раде на мањим узорцима него на великим серијама, и размислите да ли традиционална металографија има смисла за потврду стандарда контроле квалитета.