Spiekane narzędzia metaliczno-diamentowe. Kierunki rozwoju

• Autorzy: Konstanty Janusz

Identyfikatory

DOI

10.15199/24.2019.4.5

Warianty tytułu

EN

Sintered diamond-impregnated tools. Trends and advances

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Szybki rozwój technologii wytwarzania narzędzi metaliczno-diamentowych nastąpił pod koniec lat 50, bezpośrednio po opanowaniu syntezy diamentu na skalę przemysłową. Do końca lat 80, czynnikiem ograniczającym wykorzystanie spiekanych narzędzi diamentowych była bardzo wysoka cena syntetycznego surowca. Późniejszy postęp w projektowaniu wysokociśnieniowych pras umożliwił masową produkcję tanich proszków diamentu. Do połowy lat 90 jako osnowę w spiekach metaliczno-diamentowych powszechnie wykorzystywano kobalt i jego stopy. Drastyczny spadek cen diamentu sprawił, że udział proszków metalicznej osnowy w surowcowych kosztach produkcji narzędzi wzrósł z kilku do kilkudziesięciu %. Dodatkowym czynnikiem, który zachęcił do poszukiwania nowych, tańszych materiałów osnowy, była rosnąca i niestabilna cena kobaltu. W wyniku prac zainicjowanych w latach 90, do chwili obecnej opracowano wiele nowych proszków osnowy, wytwarzanych na bazie żelaza lub miedzi. Równolegle z postępem w zakresie produkcji diamentu i proszków osnowy, opracowano też nowe narzędzia oraz metody ich wytwarzania. Na uwagę zasługuje ciągłe doskonalenie linowej piły diamentowej jako uniwersalnego narzędzia oraz opanowanie metod precyzyjnego pozycjonowania kryształów diamentu w metalicznej osnowie.

EN

The methods of making diamond tools have undergone a remarkable development since the invention of synthetic diamond in the late 1950s. Until the late 1980s, the diamond tool industry had been mainly threatened by a very high cost of diamond. The forthcoming rapid improvements in high pressure equipment and its large-scale implementation for diamond synthesis resulted in tremendous price cuts on the diamond supply side. Until the mid-1990s cobalt-based matrix powders were commonly used in fabrication of sintered diamond tools. The marked decrease in the price of synthetic diamond drastically increased the contribution of cobalt to the overall tool fabrication costs. The sharp rise and instability in the price of cobalt initiated an intensive search for cheaper matrix materials. Since the 1990s a large number of iron- and copper-base powders has been developed to cater for the wide diversity of tool manufacturing techniques and application conditions. Concurrently, new types of tools and tool manufacturing routes have been developed and refined. Continuous improvements of the diamond wire saw and its use as a versatile tool, as well as implementation of methods of positioning diamond crystals within the matrix are worthy of mention.

Słowa kluczowe

PL

spiekane narzędzia diamentowe; diament syntetyczny; osnowa

EN

sintered diamond tools; synthetic diamond; matrix

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Hutnik, Wiadomości Hutnicze
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 86, nr 4
• Strony: 117--121
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Konstanty Janusz

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej, Katedra Metaloznawstwa i Metalurgii Proszków, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Anon. 1997. “A new generation of powders for the diamond tool industry”. Marmomacchine Int. 18 : 156-157
• [2] Belnap J.D. 2010. “Sintering of ultrahard materials”. Sintering of advanced materials. Ed. Z.Z. Fang. Woodhead Publishing Ltd., Cambridge : 389-414
• [3] Cai O. 1996. “Encapsulated diamond: remarks and technical notes”. Diamante Applicazioni & Tecnologia 2 (8) : 62-72
• [4] Clark I.E., Kamphuis B.J. 2002. “Cobalite HDR - a new prealloyed matrix powder for diamond construction tools”. Industrial Diamond Review 62 : 177-182
• [5] Daniel P. 2006. “Multi-wire saws gains ground”. Stone Business, December Issue
• [6] Deng F. et al. “Comparative test of diamond-thin-walled drilling rig in China”. 18th session of Chinese Superhard Materials Technology Development Forum. Taiyuan, Shanxi, China, 2014 : 113
• [7] “Diamond Industry Report 2011”. Bain & Company, Inc. : 61
• [8] Dossena E., Tagliabue F. 2017. “The diamond tools community in Italy”. Diamante Applicazioni & Tecnologia 23 (91) : 17-27
• [9] Egan D. et al. “A study of the use of encapsulated diamond in saw-blades for the cutting of stone”. Proc. PM2010 World Congress, Vol. 3, 10-14 October 2010, Florence, Italy
• [10] Global and China Synthetic Diamond Industry Report 2017 with Focus on the Chinese Market 2016-2020, Research and Markets, Dublin, March 09, 2017
• [11] Gussoni M. 2016. “Stone sector 2016. Annual Report and Prospects for the International Stone Trade”. Internazionale Marmi e Macchine Carrara S.p.A.
• [12] Jennings M. 2004. “Diamond tooling in the new stone age”. Stone Business, August Issue
• [13] Kim S.K. et al. “Diamond tool”. U.S. Patent 6,626,167 B2, Sep. 30, 2003
• [14] Kim S.K. et al. “Cutting tip of frame saw and frame saw with the cutting tip”. U.S. Patent 8,656,901 B2, Feb. 25, 2014
• [15] Kimura K. “Method for forming metal-coated abrasive grain granules”. US Patent 4,770,907 (September 13, 1988)
• [16] Konstanty J.et al. “Prealloyed iron-based powder, a method for the manufacturing and use thereof and a sintered component”. European Patent Application EP 3 124 634 A1, 1.02.2017
• [17] Konstanty J. 2015. “New highly sinterable iron-base powders for diamond wire beads”. Diamante Applicazioni & Tecnologia 21 (82) : 18-19
• [18] Konstanty J. et al. 2014. “Ferrous ball-milled powders for fabrication of sintered diamond tools”. Advanced Materials Research 1052 : 514-519
• [19] Li Z.H. et al. 2011. “China’s diamond in the world market”. Key Engineering Materials 487 : 526-532
• [20] Matarrese R.R. “Dual-coated diamond pellets and saw blade segments made therewith”. US Patent 5,143,523 (September 1, 1992)
• [21] Olson D.W. 2007. “Diamond, Industrial”. U.S. Geological Survey Minerals Yearbook : 21.10
• [22] Olson D.W. 2008. “Diamond, Industrial”. Minerals Yearbook : 21.11
• [23] Owers C. 2000. “Industrial diamond: applications, economics and a view to the future”. Industrial Diamond Review 60 (3) : 176-181
• [24] Park H. 2005. “ARIX - a major advance in diamond segment design”. Industrial Diamond Review 65 (2) : 40-42
• [25] Sung J.C. et al. 2007. “The revolution of diamond synthesis technology”. Materials Science Forum 534-536 : 1141-1144
• [26] Sung C.M. “Metal bond diamond tools that contain uniform or patterned distribution of diamond grits and method of manufacture thereof”. U.S. Patent 6,286,498 B1, Sep. 11, 2001
• [27] Weber G. 2010. “DiaSet - now fully automatic setting of diamond arrays”. Diamond Tooling Journal 2 (1) : 38–40
• [28] Wilkinson U. “Modern Multi-wire production”. Proc. 6th Zhengzhou International Superhard Material & Related Products Conference, 14-17 November 2013 , Zhengzhou, China : 139-142
• [29] Williams B. 2012. “Powder Metallurgy: A Global Market Review”. International Powder Metallurgy Directory, 15th Edition 2012- 2013, Innovar Communications Ltd. : 5-25
• [30] www.zenesissolutions.com
• [31] Zhao Y. “Study on the new sintering technology and sawing performance of large diamond circular saw blade”. MSc thesis, China University of Mining & Technology, Beijing, 2016 : 55-74

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).