Hlutverk Beryllium(Be) í demantaverkfærum

Í kopar-málmtengifylki demantarverkfæra (eins og sagarblöð, slípikubba og slípihjól),beryllium (Be)virkar sem mjög áhrifaríkt ör-blendiefni. Það eykur heildarafköst tólsins með því að stjórna sintunarhegðun, styrkja fylkið, hreinsa grunnefnið og auðvelda styrkingu annars-fasa.

 

Sérstök hlutverk þess eru sem hér segir:

1. Lækka sintunarhitastig kopar-fylkisins til að vernda demantkristalla

Beryllíum myndar lág-bræðslumark-bræðslukerfis með kopar: Cu-Be álfelgur sem inniheldur 6% Be hefur aðeins 605 gráðu eutectic punkt og bráðnar alveg við um það bil 850 gráður, sem dregur verulega úr sintunarhita bindifasa kopar-.
Þetta fjallar um mikilvægan þátt í demantaverkfærum: demöntum er viðkvæmt fyrir grafítmyndun og hitaskemmdum við háan hita, sem dregur úr styrk þeirra og skurðarafköstum. Viðbót á beryllium gerir fylkinu kleift að mynda fljótandi fasa og ná þéttingu við lægra hitastig. Þetta dregur ekki aðeins úr hertuorkunotkun heldur, sem er mikilvægara, forðast varmaskemmdir á demöntum. Að auki bætir myndun fljótandi fasa vætanleika málmsins varðandi demantsagnir og eykur þar með getu fylkisins til að umlykja og halda demantunum.

 

(Beryllíum frumefni)

 

2. Styrkja fylkisstyrk og hörku með tvöföldum aðferðum

Lítið magn af beryllium eykur á áhrifaríkan hátt styrk og hörku kopar-blendis með samvirkni tveggja styrkingaraðferða:

• Styrking á föstu-lausninni: Við stofuhita leysist beryllium að hluta til upp í kopargrindinni til að mynda -Cu fasta lausn. Þetta eykur styrk fylkisins með grindarbjögun á sama tíma og það heldur nægilegri sveigjanleika til að koma í veg fyrir að fylkið verði of stökkt.
• Dreifingarstyrking: Dreifður fasi byggður á hörðu millimálmaefnasambandinu CuBe er jafnt dreift um fylkið. Þetta skapar „festingaráhrif“ með hörðum ögnum, sem eykur verulega hörku fylkisins og mótstöðu gegn aflögun.

Með sameinuðu verkun þessara aðferða er slitþol kopar-fylkisins og vélrænni varðveisla þess á demöntum bætt verulega; þetta dregur úr ótímabæru demantstapi og lengir endingartíma tólsins.

 

 

3. Matrix afoxun og hreinsun til að styrkja oxíðdreifingu

Beryllíum þjónar sem -afoxunarefni með miklum afköstum í bindiefnisfasanum sem byggir á kopar-, sem getur dregið úr ýmsum málmoxíðum sem eru til staðar í fylkinu:

• Annars vegar fjarlægir það súrefni úr málmefninu, útrýmir oxíðinnihaldi og dregur úr gljúpu sintunar; þetta hreinsar örbyggingu fylkisins og eykur bæði þéttleika þess og heildar bindistyrk.
• Aftur á móti er berýllíumoxíð (BeO) sem myndast við hvarfið afar hart; dreift sem fínar agnir um fylkið, virkar það sem annar-fasa þáttur til að styrkja dreifingu og eykur þar með stöðugt hörku og slitþol fylkisins.

 

Notkunartakmarkanir og varúðarráðstafanir

1. Hætta á háhita-köfnunarefnisbroti: Við hitastig yfir 500 gráður hvarfast beryllium við köfnunarefni og myndar hart, brothætt Be₃N₂. Ef andrúmsloft sem inniheldur köfnunarefni- er notað við sintun, getur of mikil myndun berylliumnítríðs aukið stökkleika fylkisins og dregið úr höggseigni; þess vegna krefjast -beryllíumberjafylki vandlega samræmda hertulofttegunda og hitastigssnið.
2. Strangt eftirlit með íblöndunarstigum: Beryllíum er dýrt og óhófleg viðbót getur truflað jafnvægið milli seigleika og stökkleika í fylkinu. Þar af leiðandi, við framleiðslu á demantaverkfærum, er beryllíuminnihald venjulega haldið undir 1%, sem virkar með ör-blendi.