Телефон: +7 (495) 952-69-16
Факс: +7 (495) 952-80-13
E-mail: info@intech-diamond.com
г. Москва, 4-й Рощинский пр. 19

Высокопрочные шлифовальные порошки серии ABN, PremaDia; микропорошки

Введение

    Кубический нитрид бора (КНБ или CBN) – второй по прочности материал, более прочный только алмаз. КНБ синтезируется из гексагонального нитрида бора при условиях, схожих с синтезом алмаза из графита.

2intro2 От абразивных материалов ожидают высокой твердости, стабильной абразивной способности, прочности, нереогентоспособности к химическому воздействию и температурной стойкости, когда режущие свойства материала сохраняются в процессе применения. По сравнению с традиционными абразивами, такими как карбид кремния и оксид алюминия, КНБ обладает намного более высокими абразивными качествами. А тот факт, что КНБ не утрачивает своих свойств при высокой температуре и химическом воздействии, позволяет использовать его для обработки металлов и сплавов, где другие абразивные материалы подходят не очень (De Beers предлагает специальную, полную алмазную серию PremaDia для обработки именно не металлических материалов).

 Одно из самых важных физических свойств абразивов - это твердость. Многие материалы теряют это качество при повышении температуры. По сравнению с другими абразивами, основное преимущество КНБ состоит в том, что, обладая высокой твердостью в обычных условиях, он сохраняет это свойство при нагревании.

 

 

2intro3

Для того, чтобы потребитель имел оптимальный выбор инструмента для особого применения, компания Element Six предлагает новый ряд порошков на основе абразивного нитрида бора, состоящий из четырех видов продуктов: ABN200, ABN300, ABN600 и ABN800. Каждый из которых обладает различной прочностью зерна, определенным уровнем термостойкости, своей кристаллической морфологией и формой.

Для сверлению, точения и финишной полировки таких твердых, металлизированных материалов как, например, высоколегированная сталь, чугун, нержавеющая сталь и др. серия порошков ABN показывает высокие результаты по сравнению с традиционными абразивными материалами.

Обычно, абразивы на основе КНБ используются в производстве инструмента для резки и заточки инструмента из быстрорежущих сталей. Оставаясь основным абразивным материалом для производства вышеуказанных инструментов, КНБ также прочно завоевывает позиции в инженерной, атомной и космической индустрии. В этих отраслях современной промышленности используются органические и металлические типы связок, и серия ABN предоставляет широкие возможности для выбора.

Среднее значение прочности частиц является решающим фактором для производителя инструмента при выборе абразивного материала. ABN200 и ABN300 обладают схожими прочностными характеристиками, но их кристаллическая морфология различна. В процессе применения оба продукта сохраняют высокие режущие свойства материала. Однако, фрагменты, откалывающиеся от кристаллов ABN200, несколько крупнее, чем у ABN300.

2intro1

ABN600 и ABN800 обладают схожими прочностными характеристиками, но разной кристаллической морфологией. Так же как ABN, большинство материалов на основе КБН в процессе применения показывают лишь небольшое изменение прочности при повышении температуры. А ABN800, напротив, обладает высокой температурной стойкостью и даже при нагревании до 1100°С прочность порошка практически не изменяется.

ABN

В чистом виде абразивные материалы типа ABN используются преимущественно в керамических, гальванизированных и металлических связках.

Данный продукт представлен полным рядом размеров зерна (по стандартам FEРA/ANSI) от FEРA В181 до В46 или от 80/100 до 325/400 US mesh.

ABN200 состоит из темных, рыхлых частиц неправильной формы. Его прочность, термостойкость и высокие режущие характеристики  позволяют использовать данный продукт для различных связок. Зерна ABN300 имеют более светлый цвет, они рыхлые и неправильной формы. Сравнимый по прочности с ABN200, ABN300 имеет несколько отличную морфологию кристалла, а следовательно, и другую хрупкость. Кроме того, особенность поверхности зерен позволяет использовать его в гальванических металлических связках и инструментах, требующих высоких режущих свойств.

ABN600 представлен темными зернами с четкой формой и высокой прочностью. Прежде всего, он применяется в гальванических, металлических связках, , а также в инструменте, где необходима высокая прочность.

ABN800 – это темный, прочный и термостойкий абразив. Кристаллы острые, угловатой формы, преимущественно тетраэдры. Уникальная комбинация свойств кристалла делает возможным использование данного порошка в различных видах связок. Термостойкость материала позволяет избежать изменения прочности при нагревании.

В подавляющем большинстве инструмента на органических связках используется металлизированный абразивный порошок ABN. Компания De Beers предлагает ABN, покрытый никелем 60% концентрации. В наличии имеются такие стандартные марки как ABN260, ABN360, ABN860. Дополнительно на ABN600 возможно тонкое титановое покрытие, такой продукт имеет маркировку ABN615.

ABN260 представляет собой ABN200, покрытый никелем (вес которого составляет 60% от общей массы), что делает его пригодным для использования в органических связках. Благодаря особенностям поверхности, форме частиц и методике, применяемой при покрытии никелем, между зерном и никелем возникает прочная связь, что, в свою очередь, обеспечивает высокую износоустойчивость связки. ABN260 подходит как для сухого сверления, так и для сверления с использованием охлаждающей жидкости.

ABN360 представляет собой ABN300, покрытый никелем (вес которого составляет 60% от общей массы), что делает его пригодным для использования в стандартных и специальных органических связках, где прочность зерен ABN300 в сочетании с их хрупкостью обеспечивает качество.

ABN615 – это ABN600, покрытый титаном, что обеспечивает термостойкость и химическую инертность частиц. Но данная технология не придает прочности материалу. Хотя в некоторых видах связок покрытие, защищающее частицы кубонита от химического воздействия, позволяет придать связке износоустойчивость.

ABN860 представляет собой покрытые никелем частицы ABN800. Сочетание высоких режущих свойств и прочности продукта делает его идеальным для применения в абразивных связках.

Морфология кристалла

2diagram2

Морфологическая структура кристалла алмаза и кубического нитрида бора похожи между собой, т.к. каждый атом в этой структуре связан с четырьмя другими под углом в 109°28.

В алмазе каждый атом углерода образует ковалентную связь с четырьмя другими атомами углерода.

Что касается кубического нитрида бора, то в нем так же преобладает ковалентная связь. Но т.к. атомы бора и азота отличаются, следует также отметить наличие ионной связи. В кристаллах кубического нитрида бора каждый атом азота связан с четырьмя атомами бора, и, в свою очередь, каждый атом бора образует связь с четырьмя атомами азота.

Много лет компания De Beers пользовалась простой системой для идентификации кристалла и описания морфологии алмаза и кубического нитрида бора. Данная система основывается лишь на характеристиках кристалла, а не на его физической форме. Но, как известно на эти показатели оказывают влияние различные факторы, в том числе химическая среда, давление и температура в процессе синтеза.

Многочисленные научные исследования позволили служащим компании сделать вывод, что кристаллы различного внешнего вида имеют разные свойства, такие как твердость, износоустойчивость и другие. И с другой стороны, способность алмазов к адсорбции ведет к их взаимодействию с металлами и карбидами. Кроме того, синтетические алмазы различного вида содержат примеси, которые так же влияют на их физические и химические свойства.

Кристаллография

2diagram3

Для определения положения плоскостей и направлений в кристаллических решетках применяют специальные индексы. Плотность заполнения атомами плоских сеток алмаза не одинакова и располагается в следующей последовательности: {111} – {110} – {100}.

Серия алмазных порошков PremaDia

Среди продукции компании Element Six выделяют серию Premium Diamond Abrasives (PremaDia), представленную порошками типа MDA100 и типа CDA-M. Применение алмазных абразивов становиться все более и более специфичным и зависит от обрабатываемого материала и качества, которое необходимо получить. Поэтому компания De Beers предлагает широкий выбор продуктов, включая синтетические и натуральные алмазы, с различными характеристиками для применения в металлических, органических, гальванических и оганических связках. По своему качеству вся продукция отвечает ISO900 стандартам.

Оптимальный выбор абразива зависит не только от обрабатываемого материала, но и от условий работы и качества, которое необходимо получить. Основываясь на это необходимо выбирать абразивы определенных типов. Алмазные абразивы, как натуральные, так и синтетические, применяются для обработки неметаллических материалов. По сравнению с традиционными абразивами они обладают рядом преимуществ, а именно: высокой продуктивностью и износоустойчивостью при работе со стеклом, керамикой, твердым сплавом, пластиком, натуральным камнем и другими материалами.

Нижеуказанные диаграммы, где для каждого абразива даны наиболее важные характеристики алмазных частиц, помогают производителям инструмента выбрать оптимальный вариант материала. Каждая характеристика имеет определенное значение, которое соответствует свойствам других частиц в пределах данной серии. Есть три значения, которые характеризуют любой продукт серии PremaDia.

2d1

Каждая шкала разбита на несколько частей (от 1до 9). Высокое или низкое значение не говорит, насколько плох или хорош данный продукт. Диаграмма служит лишь для помощи производителю инструмента выбрать продукт, оптимально подходящий для конкретного использования.

Первая шкала (синий цвет) показывает среднее значение прочности порошка при комнатной температуре, т.к. это является определяющим фактором для производителя при выборе материала. Наиболее прочный продукт серии PremaDia – это PDA 999, для которого значение по прочности доходит по шкале до отметки 9, тогда как для других продуктов данного типа этот показатель ниже.

Обычно прочность порошка увеличивается при уменьшении размера зерна. Каждому продукту компании De Beers соответствует определенная прочность, соотносимая с значениями внутри данной марки, т.е. PDA 878 будет прочнее чем PDA768 во всех размерах.

Вторая шкала (красный цвет) показывает прочность частиц, измеряемая при высокой температуре, т.к. прочность материала может уменьшаться при нагревании, например, в процессе производства инструмента или при его использовании.

Любые алмазы вступают в химическую реакцию, если они нагреваются до высоких температур в течение какого-либо времени в присутствии кислорода. Наличие некоторых металлов, например, из VIII группы периодической системы Менделеева (железо, кобальт), увеличивают силу реакции. Кроме того, прочность синтетических алмазов обычно уменьшается при нагревании. Для наиболее прочного продукта серии PremaDia PDA 999 значение по прочности доходит до отметки 9 при нагревании, тогда как для других продуктов данного типа этот показатель ниже. Прочность натуральных алмазов, в отличие от синтетических, не претерпевает значительных изменений при повышении температуры, как, например, у PDA 665.

Третья шкала (зеленый цвет) показывает структуру кристаллов. Необходимо достичь и сохранить оптимальные и постоянные режущие характеристики инструмента, т.к. очень важно, чтобы абразивные частицы изнашивались в соответствии с условиями работы и обрабатываемым материалом. Высоко кристаллические продукты с хорошей внутренней структурой прекрасно сохраняют форму и даже при некотором износе обладают высокими режущими характеристиками. Синтезированные синтетические и натуральные алмазы более неправильные по форме, но имеют острые грани. Серия PremaDia предоставляет широкий выбор продуктов, отвечающий ISO9000 стандарту.

  Тип инструмента
на гальванической
связке
на металлической
связке
на органической
связке
на керамической
связке
PDA 999 + +    
PDA 989 + +    
PDA 878 + +    
PDA 768 + +    
PDA 657 + + +  
PDA 656 + +    
PDA 446 + + +  
PDA 665 + +   +
PDA 555 + + + +
PDA 545   +    
PDA 433     + +
PDA 321     + +

 

В данной таблице даны характеристики 12 основных продуктов, составляющих серию. Включая натуральные и синтетические алмазы, серия PremaDia представляет как высокопрочные кристаллические материалы, необходимые для большинства операций, так и микропорошки для заточки твердого сплава. Вся продукция представлена в размерах от 80 до 400 mesh.

2d2

Микропорошки

Микропорошки производятся компанией De Beers по собственной технологии, гарантирующей, что все частицы порошка внутри одного размера соответствуют стандартам FEPA

Микропорошок ABN300 производиться путем уменьшения размера частиц ABN300по собственной технологии компании De Beers. Зерна неправильной формы сортируются по отдельным размерам по той же спецификации, что и вся продукция компании De Beers. Потребителям предлагается микропорошок ABN300 различных размеров, которые подбираются индивидуально.

Micro+MDA производиться путем уменьшения размера частиц ABN300по собственной технологии компании De Beers. Частицы данного микропорошка имеют правильную форму, что позволяет достигать высоких абразивных свойств материала. Точный рассев и контроль производиться при помощи микроскопа и соблюдения итехнологии. Потребителям предлагается микропорошок Micro+MDA различных размеров, которые подбираются индивидуально.

Порошок Micron+CDA производится аналогичным MDA способом из органической связки. Но, не смотря на то что, форма частиц Micron+CDA идентична MDA, более рыхлая кристаллическая структура Micron+CDA является прекрасной альтернативой прочного MDA в случае, если необходимо достичь высоких режущих свойств инструмента.

Компания De Beers Industrial Diamond Division готова представить полную номенклатуру микропорошков на основе натуральных, синтетических алмазов, а также на основе кубического нитрида бора. Данные микропорошки сертифицированы по системе ISO9000.

Тот факт, что все сырье, весь процесс производства подвергается тщательному контролю, делает De Beers уникальным поставщиком микропорошков.

По собственным технологиям компания De Beers синтезирует зерна марки Micron+SND желаемой формы с необходимыми режущими характеристиками. Это 100% чистые алмазы и поэтому кристаллы легко раскалываются вдоль плоскости раскола, что обеспечивает высокие режущие свойства материала и увеличивает эффективность их применения в некоторых случаях. Порошки марки Micron+SND представлены во всех размерах.

Абразивные продукты для заточки

US
mech
ABN PremaDia

Electroless nikel - PDA

N55, which is a 55% coating by weight.
Density is 5.2 g/cc.

N30, which is a 30% coating by weight.
Density is 4.2 g/cc.

Electroless nikel - ABN200, ABN300 and ABN800

60, which is a 60% clading by weight.
Density is 5.3 g/cc.

Electrolytic nikel - PDA

P60, which is a 60% cladding by weight.
Density is 5.45 g/cc.

Electroless copper - PDA

C50, which is a 50% cladding by weight.
Density is 4.9 g/cc.

     
     
     
60/70 ABN300  
  ABN600  
70/80 ABN300  
  ABN600  
60/80 ABN200  
  ABN300  
  ABN600  
     
80/100 o o
100/120 o o
120/140 o o
140/170 o o
170/200 o o
200/230 o o
230/270 o o
270/325 o o
325/400 o o

Эквиваленты

Серия PremaDia включает 12 основных, базовых продукта. Многие были разработаны в соответствии с изменяющимися потребностями производителей алмазного инструмента. Однако семь из них представляют собой аналоги продуктов в стандарте 80 US mesh.

Серия PremaDia Обозначение эквивалента

PDA 989

MDAS
PDA 656 EDC
PDA 665 SNDMB
PDA 321 CDA
PDA 321N55 CDA55N
PDA 321N30 CDA30N
PDA 321C50 CDA50C

Кроме того, PDA 657N55 очень близок по свойствам продукту, имеющему обозначение DXDAMC.

Размер сита

Размер сита
US mesh

Размер сита
(µm)

Размер сита
(µm) по системе ASTME II

Размер сита
по системе FEPA

18 1000 1000  
      D1001
20 841 850  
      D851
25 707 710  
      D711
30 595 600  
      D601
35 500 500  
      D501
40 420 425  
      D426
45 354 355  
      D356
50 297 300  
      D301
60 250 250  
      D251
70 210 212  
      D213
80 177 180  
      D181
100 149 150  
      D151
120 125 125  
      D126
140 105 106  
      D107
170 88 90  
      D91
200 74 75  
      D76
230 63 63  
      D64
270 53 53  
      D54
325 44 45  
      D46
400 37 38  
      D39
500   32  
      D33
600   25  

Если у Вас возникли вопросы связанные с опубликованным материалом свяжитесь с нашими специалистами:  Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.   Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.