מבוא לננו-קלסרים קרמיים
קלסרים ננו-קרמיים הם חומרי מליטה מיוחדים לכלים סופר-שוחקים, המבוססים על מערכת זכוכית קרמית בורוסיליקט-נמוכה-בטמפרטורה נמוכה (SiO₂-B₂O₃-Al₂O₃-R₂O₃-R₂O₃-R₂O₃O-R₂O₂O, המשולבת באבקת נאנו{5}O, המוגברת על ידי אבקת נאנוך. Al₂O₃, SiO₂, TiO₂, ZrO₂) להשגת שיפורים משמעותיים בביצועים הכוללים באמצעות חיזוק דגנים-עדינים וחיזוק הממשק. הם משמשים בעיקר בגלגלי השחזה, דיסקים וכלי ליטוש יהלומים/CBN.
מערכת נוסחת בסיס (סוג-טמפרטורה נמוכה)
מטריצת פאזת זכוכית: SiO₂, B₂O₃, Al₂O₃, תחמוצות מתכת אלקליות/אדמה בסיסיות (Li₂O, Na₂O, CaO)
ננו-שלב שינוי: אלומינה 5-50 ננומטר, סיליקה, טיטאניה, זירקוניה; כמויות קטנות של פוספטים, שטפים ועזרי סינטר
תיאור מוצרים
שטח הפנים הספציפי הגבוה של חלקיקי ננו-מקדם צפיפות במהלך סינטר, וכתוצאה מכך אפקטים מובהקים של חיזוק גרגירים עדינים-. חוזק הכפיפה גדל ב-25%-40%, מספק שמירה חזקה יותר של חומרי שיוף של יהלומים ו-CBN, מפחית אובדן גרגירים ושבבי קצוות במהלך השחזה- במהירות גבוהה.
בשל פעילות פני השטח הגבוהה במיוחד של אבקות ננו-, ניתן להפחית את טמפרטורת הסינטר מ-900-1100 מעלות ל-750-850 מעלות, תוך מזעור נזקים תרמיים כגון גרפיטיזציה של יהלומים ושינוי פאזה של CBN, תוך חיסכון באנרגיה והפחתת הצריכה.
מקדם ההתפשטות ליניארי ניתן לכוונון, ומציע התאמה טובה יותר עם יהלום/CBN, וכתוצאה מכך מתחים פנימיים נמוכים יותר לאחר סינטר. זה מפחית את הסדקים והעיוות של הגלגל, מה שמבטיח יציבות מימדית מעולה.
נקבוביות עדינות וניתנות לשליטה מספקות איזון בין קשיחות ותכונות- עצמית של חידוד. במהלך ההשחזה, בלאי הקלסר אחיד, מונע סתימה בקנה מידה גדול של גלגל השחזה ומאפשר איכות גימור משטח גבוהה יותר.
עמיד בפני ריכוך בטמפרטורות גבוהות, מבטיח בטיחות בטחינה יבשה או-במהירות גבוהה. עמיד בפני שחיקה כימית מנוזלי חיתוך, מגדיל את חיי הכלי בלמעלה מ-30%.
מתאים לכבישה יבשה, יציקת החלקה, יציקת קלטת והדפסת תלת מימד -אידיאלי עבור גלגלים דקים במיוחד, גלגלים קטנים מדויקים וראשי השחזה מיקרו-.
מנגנוני הקשחה וחיזוק
חיזוק דגנים-עדינים:עידון הדגנים לאחר סינטרה מגדיל את גבולות התבואה, המעכבים את התפשטות הסדקים ומפחיתים את שבירות הקרמיקה.
התקשות טרנספורמציה (עם ננו-זירקוניה):טרנספורמציה של שלב מרטנזי של זירקוניה בקצות הסדקים סופגת אנרגיה, ומשפרת משמעותית את העמידות בפני סתתים ושבירה.
הרטבה משופרת בשלב נוזלי:אבקות ננו-משפרות את יכולת ההרטבה של זכוכית מותכת כלפי חלקיקים שוחקים, מה שמוביל לחיבור ממשק חזק יותר.
ננו-גישור חלקיקים:שלב ננו-ממלא פערים במטריצת הזכוכית, ויוצר מבני חיבור המשפרים את קשיחות השבר.
חומרים של גלגל שיניים מטרי שרשרת רולר
שיטת סול-ג'ל (גבוה-סוף)
פיזור אחיד של מבשרי ננו ללא הצטברות, המניב את חוזק הקלסר הגבוה ביותר. אידיאלי לגלגלים-דיוק ואולטרה-דקים, אם כי יקרים יחסית.
ערבוב כרסום כדורים רטוב (מיינסטרים לייצור המוני)
אבקת זכוכית בגודל מיקרו- מעורבת עם ננו-תחמוצות באמצעות כרסום כדורי-עדין ממושך במיוחד, השגת פיזור אחיד בעלות-יעילות- גבוהה שאומצה באופן נרחב בתעשייה.
תהליך מרוכב ג'ל פולימר
מדכא צבירה של חלקיקים ננו-, מאפשר נקבוביות מבוקרת לאחר סינטר-בטמפרטורה נמוכה, בשימוש נפוץ בגלגלי השחזה של CBN במהירות גבוהה-.
תרחישי יישום אופייניים
1. כלים סופר-שוחקים (השימוש הגדול ביותר)
גלגלי השחזה קרמיים CBN: השחזה גלילית חיצונית/פנימית מדויקת וללא מרכז של פלדה- במהירות גבוהה, פלדה נושאת, נירוסטה וסגסוגות טיטניום.
גלגלי שיוף קרמיים יהלומים: חיתוך של קרביד מוצק, קרמיקה, ספיר, PCBs, פרוסות מוליכים למחצה ופרוטאות סיליקון פוטו-וולטאיות.
דסקיות חיתוך דקות במיוחד, -ראשי השחזה מיקרו, גלגלי שחיקה בצורת CNC- וגלילי עיבוד יהלומים.
2. יישומים אחרים
ננו-קרבידים מוצקים קרמיים: החלפת שלב מקשר קובלט עבור כלים עמידים-בטמפרטורה גבוהה וקורוזיה-.
רכיבים קרמיים מדויקים, מצעים אלקטרוניים ושכבות קשירה עמידות לבלאי-.
מגמות פיתוח בתעשייה
שינוי ננו- מרוכב: שילוב של תחמוצות ננו- עם שפם או גרפן מרוכבים, משיגים חוזק גבוה וקשיחות גבוהה גם יחד;
תכשירים ללא-טמפרטורה נמוכה,-עופרת-נמוכה: מערכות ליתיום-ידידותיות לסביבה-בורון פוספט ננו-;
שינוי פונקציונלי: הוספת חומרי מילוי ננו- מוליכים תרמית כדי לשפר את פיזור החום בטחינה יבשה;
קשרי ננו-עדינים במיוחד המתאימים לטחינת מראה-דיוק במיוחד באמצעות ננו-יהלומים ומיקרו-אבקות שוחקים.