Хийсвэр
Сансар судлалын салбар нь өндөр температур, зүлгүүрийн элэгдэл, дэвшилтэт хайлшийг нарийн боловсруулах зэрэг эрс тэс нөхцөлийг тэсвэрлэх чадвартай материал, багаж хэрэгслийг шаарддаг. Polycrystalline Diamond Compact (PDC) нь онцгой хатуулаг, дулааны тогтвортой байдал, элэгдэлд тэсвэртэй байдгаараа сансар огторгуйн үйлдвэрлэлд чухал материал болж гарч ирсэн. Энэхүү баримт бичигт титан хайлш, нийлмэл материал, өндөр температурт хайлш боловсруулах зэрэг сансар огторгуйн хэрэглээнд PDC-ийн гүйцэтгэх үүргийн талаар цогц дүн шинжилгээ хийсэн болно. Нэмж дурдахад, энэ нь дулааны доройтол, үйлдвэрлэлийн өндөр өртөг зэрэг сорилтуудыг судалж, сансар огторгуйн хэрэглээний PDC технологийн ирээдүйн чиг хандлагыг судалдаг.
1. Танилцуулга
Сансрын салбар нь нарийвчлал, бат бөх чанар, гүйцэтгэлийн хатуу шаардлагаар тодорхойлогддог. Турбины ир, онгоцны бүтцийн эд анги, хөдөлгүүрийн эд анги зэрэг эд ангиудыг үйл ажиллагааны эрс тэс нөхцөлд бүтцийн бүрэн бүтэн байдлыг хадгалахын зэрэгцээ микроны түвшний нарийвчлалтайгаар үйлдвэрлэх ёстой. Уламжлалт хайчлах хэрэгсэл нь эдгээр шаардлагыг хангаж чаддаггүй бөгөөд энэ нь Polycrystalline Diamond Compact (PDC) зэрэг дэвшилтэт материалыг нэвтрүүлэхэд хүргэдэг.
Гянт болд карбидын субстраттай холбосон нийлэг алмазан дээр суурилсан PDC материал нь хосгүй хатуулаг (10,000 HV хүртэл) ба дулаан дамжуулалтыг санал болгодог бөгөөд энэ нь сансар огторгуйд зориулагдсан материалыг боловсруулахад тохиромжтой. Энэхүү баримт бичигт PDC-ийн материаллаг шинж чанарууд, түүний үйлдвэрлэлийн үйл явц, сансрын үйлдвэрлэлд үзүүлэх нөлөөллийг судлах болно. Цаашилбал, энэ нь PDC технологийн өнөөгийн хязгаарлалт, ирээдүйн дэвшлийг авч үздэг.
2. Сансар огторгуйн хэрэглээнд хамаарах PDC-ийн материаллаг шинж чанарууд
2.1 Хэт хатуулаг ба элэгдэлд тэсвэртэй
Алмаз бол хамгийн хатуу материал бөгөөд PDC багажууд нь нүүрстөрөгчийн шилэн бэхжүүлсэн полимер (CFRP), керамик матрицын нийлмэл материал (CMC) зэрэг өндөр зүлгүүрийн материалуудыг боловсруулах боломжийг олгодог.
Карбид эсвэл CBN багажтай харьцуулахад багажийн ашиглалтын хугацааг мэдэгдэхүйц уртасгаж, боловсруулалтын зардлыг бууруулдаг.
2.2 Өндөр дулаан дамжуулалт ба тогтвортой байдал
Үр ашигтай дулаан ялгаруулалт нь титан болон никель дээр суурилсан супер хайлшийг өндөр хурдтай боловсруулах явцад дулааны хэв гажилтаас сэргийлдэг.
Өндөр температурт (700 ° C хүртэл) хамгийн сүүлийн үеийн бүрэн бүтэн байдлыг хадгална.
2.3 Химийн идэвхгүй байдал
Хөнгөн цагаан, титан, нийлмэл материалтай химийн урвалд тэсвэртэй.
Зэврэлтэнд тэсвэртэй сансрын хайлшийг боловсруулах үед багажны элэгдлийг багасгадаг.
2.4 Хагарлын бат бөх байдал ба цохилтын эсэргүүцэл
Гянт болдын карбидын субстрат нь тасалдсан зүсэлтийн үед багажны эвдрэлийг багасгаж, бат бөх чанарыг сайжруулдаг.
3. Сансар огторгуйн зэрэглэлийн багаж хэрэгслийн PDC-ийн үйлдвэрлэлийн процесс
3.1 Очир алмаазыг нэгтгэх, нийлэгжүүлэх
Синтетик алмазын тоосонцорыг өндөр даралт, өндөр температур (HPHT) эсвэл химийн уурын хуримтлал (CVD) ашиглан үйлдвэрлэдэг.
5-7 ГПа ба 1400-1600°С-т синтерлэх нь алмазны ширхэгийг вольфрамын карбидын субстраттай холбодог.
3.2 Нарийн багаж үйлдвэрлэх
Лазер зүсэх болон цахилгаан ялгадас боловсруулах (EDM) нь PDC-ийг захиалгат оруулга болон төгсгөлийн тээрэм болгон хувиргадаг.
Нунтаглалтын дэвшилтэт техник нь нарийн боловсруулалт хийхэд хэт хурц ирмэгийг хангадаг.
3.3 Гадаргууг боловсруулах, бүрэх
Шингэрсний дараах боловсруулалт (жишээлбэл, кобальт уусгах) нь дулааны тогтвортой байдлыг сайжруулдаг.
Алмаз шиг нүүрстөрөгч (DLC) бүрээс нь элэгдэлд тэсвэртэй байдлыг улам сайжруулдаг.
4. PDC хэрэгслүүдийн сансар судлалын үндсэн хэрэглээ
4.1 Титан хайлшийг боловсруулах (Ti-6Al-4V)
Бэрхшээл: Титаны бага дулаан дамжуулалт нь ердийн боловсруулалтад багажийн хурдан элэгдэлд хүргэдэг.
PDC-ийн давуу талууд:
Зүсэх хүч, дулаан ялгаруулалтыг бууруулсан.
Багажны ашиглалтын хугацааг уртасгасан (карбидын багажнаас 10 дахин урт).
Хэрэглээ: Онгоцны буух төхөөрөмж, хөдөлгүүрийн эд анги, бүтцийн эд анги.
4.2 Нүүрстөрөгчийн эслэгээр бэхжүүлсэн полимер (CFRP) боловсруулах
Бэрхшээл: CFRP нь зэврэлт ихтэй тул багажийг хурдан эвддэг.
PDC-ийн давуу талууд:
Хурц зүсэх ирмэгийн улмаас хамгийн бага давхарга, эслэг сугалах.
Онгоцны их биений хавтанг өндөр хурдтай өрөмдөж, зүсэх.
4.3 Никель дээр суурилсан супер хайлш (Inconel 718, Rene 41)
Бэрхшээлүүд: Хэт хатуулаг ба ажлын хатууралтын нөлөө.
PDC-ийн давуу талууд:
Өндөр температурт зүсэлтийн гүйцэтгэлийг хадгална.
Турбины ирийг боловсруулах, шатаах камерын эд ангиудад ашигладаг.
4.4 Гиперсоник хэрэглээнд зориулсан керамик матрицын нийлмэл материал (CMC)**
Бэрхшээл: Хэт хэврэгшил, зүлгүүрийн шинж чанар.
PDC-ийн давуу талууд:
Бичил хагаралгүйгээр нарийн нунтаглах, ирмэгийн өнгөлгөө.
Шинэ үеийн сансрын тээврийн хэрэгслийн дулааны хамгаалалтын системд чухал ач холбогдолтой.
4.5 Нэмэлт үйлдвэрлэлийн дараах боловсруулалт
Хэрэглээ: 3D хэвлэсэн титан болон Инконел эд ангиудыг дуусгах.
PDC-ийн давуу талууд:
Нарийн төвөгтэй геометрийн өндөр нарийвчлалтай тээрэмдэх.
Агаарын сансрын түвшний гадаргуугийн өнгөлгөөний шаардлагыг хангана.
5. Сансар огторгуйн хэрэглээнд тулгарч буй бэрхшээл ба хязгаарлалтууд
5.1 Өндөр температурт дулааны доройтол
Графитжилт нь 700 ° C-аас дээш температурт явагддаг бөгөөд энэ нь супер хайлшийн хуурай боловсруулалтыг хязгаарладаг.
5.2 Үйлдвэрлэлийн өндөр зардал
Өндөр үнэтэй HPHT нийлэгжилт, алмааз материалын өртөг нь өргөн тархалтыг хязгаарладаг.
5.3 Тасалдсан зүсэлтийн хэврэг байдал
Тогтмол бус гадаргууг (жишээ нь, CFRP-д өрөмдсөн цооног) боловсруулах үед PDC хэрэгсэл нь чиптэй байж болно.
5.4 Хязгаарлагдмал хар металлын нийцтэй байдал
Ган эд ангиудыг боловсруулах үед химийн элэгдэл үүсдэг.
6. Ирээдүйн чиг хандлага ба инноваци
6.1 Нано бүтэцтэй PDC нь сайжруулсан бат бөх чанар
Нано-алмазын ширхэгийг оруулах нь хугарлын эсэргүүцлийг сайжруулдаг.
6.2 Superalloy Machining-д зориулсан Hybrid PDC-CBN хэрэгсэл
PDC-ийн элэгдэлд тэсвэртэй, CBN-ийн дулааны тогтвортой байдлыг хослуулсан.
6.3 Лазерын тусламжтайгаар PDC боловсруулах
Материалыг урьдчилан халаах нь зүсэх хүчийг бууруулж, багаж хэрэгслийн ашиглалтын хугацааг уртасгадаг.
6.4 суулгагдсан мэдрэгч бүхий ухаалаг PDC хэрэгслүүд
Урьдчилан таамаглах засвар үйлчилгээ хийхийн тулд багаж хэрэгслийн элэгдэл, температурын бодит цагийн хяналт.
7. Дүгнэлт
PDC нь сансар огторгуйн үйлдвэрлэлийн тулгын чулуу болж, титан, CFRP болон супер хайлшийг өндөр нарийвчлалтай боловсруулах боломжтой болсон. Дулааны доройтол, өндөр өртөг зэрэг сорилтууд байсаар байгаа ч материаллаг шинжлэх ухаан, багаж хэрэгслийн дизайн дахь тасралтгүй дэвшил нь PDC-ийн чадавхийг өргөжүүлж байна. Ирээдүйн инноваци, түүний дотор нано бүтэцтэй PDC болон эрлийз багаж хэрэгслийн системүүд нь түүний дараагийн үеийн сансрын үйлдвэрлэлд гүйцэтгэх үүргийг улам бэхжүүлнэ.
Шуудангийн цаг: 2025-07-07
