Heet{0}}sinteren is momenteel het meest voorkomende en fundamentele proces voor het vervaardigen van diamantzaagbladen, vooral die welke zijn ontworpen voor het zagen van steen en beton. Het kan worden opgevat als een enkel, nauwkeurig proces dat smeden en gieten combineert.
1. Definitie van het hetepers-sinterproces
De heetperssintertechnologie vormt een poedermetallurgisch proces waarbij diamant- en metaalmatrixcomposietpoeders gelijktijdig worden onderworpen aan verhoogde temperaturen en unidirectionele mechanische druk binnen een enkele hete pers onder een beschermende atmosfeer. Deze gecombineerde thermische en mechanische actie veroorzaakt een snelle verdichting, waardoor volledig gecompacteerde, uiterst sterke- composiet gereedschapskoppen ontstaan. In wezen gaat het om 'het gelijktijdig verwarmen en persen om vorming in één- stap te bereiken'.
2. Gedetailleerde stappen van het hete pers-sinterproces
1) Ingrediënten en mengen
Matrixpoeder: Meestal samengesteld uit meerdere metaalpoeders. Framematerialen: wolfraam, wolfraamcarbide, kobalt, ijzerpoeder – zorgen voor hardheid en slijtvastheid. Bindmiddelen: Kobalt, nikkel – vertonen goede bevochtigings- en retentie-eigenschappen voor diamant. Metalen met een laag-smeltpunt-: koper, tin, mangaan, zilver, enz. – vormen een vloeibare fase tijdens het sinteren om de verdichting te bevorderen.
Diamanten: Selecteer de juiste kwaliteit, korrelgrootte en concentratie op basis van het snijmateriaal.
Meng de matrixpoeders grondig met de geselecteerde diamantdeeltjes in een mengmachine.
2) Vormen
Het gemengde poeder wordt in zeer sterke grafietvormen- geladen. Grafietvormen vertonen een uitstekende weerstand tegen hoge- temperaturen, zelfs-smerende eigenschappen en elektrische geleidbaarheid.
De vorm van de matrijsholte bepaalt de uiteindelijke afmetingen en vorm van het snijgereedschap.
3) Sinteren met hete pers
Plaatsing: Plaats de met poeder-gevulde mal tussen de bovenste en onderste perskoppen van de sintermachine met hete pers.
Evacuatie of spoelen met beschermend gas: Evacueer de ovenkamer of voer waterstof- of stikstofgas in om oxidatie van metalen en diamant bij verhoogde temperaturen te voorkomen.
Verwarming: Verwarm de mal en het poeder tot de sintertemperatuur (meestal 700 graden - 1000 graden) via weerstandsverwarming van de grafietmatrijs zelf of inductieverwarming. Deze temperatuur overschrijdt het smeltpunt van metalen met een laag-smelt-punt in de matrix, maar blijft ruim onder de stabiele temperatuurlimiet van diamant (strikte controle is essentieel, anders vindt diamantgrafitisering plaats).
Drukverhoging: Gelijktijdig met verwarming of bij het bereiken van een bepaalde temperatuur wordt via een hydraulisch systeem unidirectionele axiale druk (doorgaans 10–30 MPa) op de mal uitgeoefend.
Isothermisch drukbehoud: houd het proces gedurende een bepaalde tijd op een vooraf bepaalde temperatuur en druk, gedurende welke kritische transformaties plaatsvinden. Er vormt zich een vloeibare fase, waarbij metalen met een laag-smeltpunt- (zoals koper of tin) vloeibaar worden en een vloeibare metaalfilm ontstaat die vaste poederdeeltjes en diamant omhult. Onder druk en vloeibare{4}}fasesmering ondergaan vaste deeltjes een herschikking en verdichting terwijl ze glijden en zich verplaatsen, waardoor holtes worden opgevuld. Atoomdiffusie en legering: Verschillende metalen elementen lossen op en diffunderen in de vloeibare fase, waardoor nieuwe gelegeerde fasen worden gevormd. De diamantdeeltjes worden opgesloten, waarbij het gesmolten matrixmateriaal ze bevochtigt en omhult. Bij afkoeling worden de diamanten mechanisch ingebed door dit proces, terwijl er een chemische binding ontstaat (kobalt vertoont bijvoorbeeld een sterke affiniteit voor koolstof in diamant).
4) Koelen en ontvormen
Staak het verwarmen en koel af onder druk of na drukverlaging. Haal de dichtgesinterde, gevormde snijkop uit de mal.
5) Verdere verwerking
Na het slijpen en reinigen wordt de zaagkop op een stalen ondergrond verlijmd tot een compleet diamantzaagblad.
