Deimantiniai šlifavimo diskai: išsamus savybių, technologijų, privalumų ir pritaikymo vadovas

Kas yra deimantiniai šlifavimo diskai?

Deimantiniai šlifavimo diskai yra abrazyviniai įrankiai, sudaryti iš trijų pagrindinių komponentų:

Deimantiniai abrazyviniai grūdeliai: pjovimo terpė, pagaminta iš natūralaus deimanto (reto, brangaus) arba sintetinio deimanto (dažnesnio, sukurto konsistencijai užtikrinti). Sintetiniai deimantiniai grūdeliai dažnai padengiami (pvz., nikeliu arba titanu), kad pagerėtų sukibimas su jungtimi ir būtų atsparesni dilimui.
Rišiklio matrica: Laiko deimanto grūdelius vietoje ir kontroliuoja, kaip greitai grūdeliai „suskaidomasi“ (dyla) naudojimo metu. Įprasti rišiklio tipai yra derva, metalas, stiklėjimas ir galvanizavimas (daugiau apie tai techninės informacijos skyriuje).
Porų struktūra: maži tarpeliai tarp rišiklio ir grūdelių, kurie leidžia aušinimo skysčiui tekėti, pašalinti drožles ir išvengti užsikimšimo – tai labai svarbu norint išlaikyti tikslumą dirbant su didele temperatūra.

Pagrindinės deimantinių šlifavimo diskų savybės

Deimantiniai šlifavimo diskai pasižymi savybėmis, kurios idealiai tinka sudėtingoms medžiagoms. Štai svarbiausios, į kurias reikia atsižvelgti:

1. Išskirtinis kietumas ir atsparumas dilimui

Deimantas pagal Moso skalę užima 10 vietą (aukščiausias įmanomas kietumas), tai reiškia, kad juo galima šlifuoti medžiagas, kurių kietumas siekia iki 9 Moso skalės, įskaitant aliuminio oksido keramiką, silicio karbidą, stiklą ir volframo karbidą. Skirtingai nuo aliuminio oksido ar silicio karbido diskų (kurie greitai susidėvi ant kietų medžiagų), deimantiniai diskai išlaiko savo formą ir pjovimo efektyvumą 50–100 kartų ilgiau, todėl sumažėja įrankių keitimo išlaidos.

2. Tikslaus šlifavimo galimybės

Deimantiniai diskai, kurių grūdelių dydis siekia vos 0,5 μm (mikrometrų), leidžia pasiekti lygų, Ra 0,01 μm, paviršių – tai itin svarbu optiniams komponentams, puslaidininkiniams substratams ir medicinos prietaisams, kur net ir nedideli defektai sukelia gedimus.

3. Atsparumas karščiui ir vėsus pjovimas

Deimanto šilumos laidumas yra 5 kartus didesnis nei vario, todėl šlifavimo metu jis greitai išsklaido šilumą. Tai sumažina „terminę žalą“ (pvz., įtrūkimus, nudegimus ar medžiagos deformaciją) šilumai jautriose medžiagose, tokiose kaip stiklas, kvarcas ir pažangi keramika.

4. Pritaikymas

Gamintojai deimantinius diskus pritaiko konkrečioms reikmėms, koreguodami:

Grūdelių dydis (stambus greitam medžiagos pašalinimui, smulkus apdailai).
Rišiklio tipas (derva – žemos temperatūros darbams, metalas – sunkiems šlifavimo darbams).
Rato forma (plokščia, puodelio, lėkštės arba spindulio), kad atitiktų ruošinio geometriją.

Techninė informacija: Kaip veikia deimantiniai šlifavimo diskai

Norint pasirinkti tinkamą deimantinį diską, labai svarbu suprasti jo technines specifikacijas. Žemiau pateikiami svarbiausi techniniai parametrai:

1. Obligacijos tipas: rato „stuburas“

Rišiklis lemia disko patvarumą, pjovimo greitį ir tinkamumą skirtingoms medžiagoms. Štai kaip palyginami keturi pagrindiniai rišiklio tipai:

Obligacijos tipas	Pagrindinės savybės	Geriausiai tinka
Dervos rišiklis	Lankstus, mažai šilumos generuojantis, greitas pjovimas. Palaipsniui skyla, atidengdamas naujus deimanto grūdelius.	Apdailos operacijos (pvz., optinis stiklas, puslaidininkinės plokštelės), medžiagos, linkusios į terminį pažeidimą.
Metalo jungtis	Didelis kietumas, atsparumas dilimui ir standumas. Idealiai tinka sunkiems apdirbimams.	Kietųjų metalų (volframo karbido), betono ir akmens šlifavimas. Reikalingas aušinimo skystis, kad būtų išvengta perkaitimo.
Vitrifikuotas obligacijų	Atsparumas aukštai temperatūrai, puikus formos išlaikymas ir mažas užsikimšimas.	Tikslus keramikos, kietojo lydinio įrankių ir guolių plieno šlifavimas. Naudojamas greitaeigėse šlifavimo (HSG) staklėse.
Galvanizuotas obligacijų	Plonas, tankus rišiklio sluoksnis su atvirais deimanto grūdeliais. Užtikrina maksimalų pjovimo efektyvumą.	Profilinis šlifavimas (pvz., turbinų mentės, liejimo formų ertmės) ir mažų partijų gamyba.

2. Deimantų koncentracija

Koncentracija reiškia deimanto grūdelių kiekį rate (matuojamą karatais kubiniame centimetre). Įprasta koncentracija svyruoja nuo 50 % iki 150 %:

50–75 %: lengvas šlifavimas (pvz., stiklo apdaila).
100 %: Bendrosios paskirties šlifavimas (pvz., kietmetalio įrankiai).
125–150 %: Intensyvus šlifavimas (pvz., betono, akmens).

Didesnė koncentracija = ilgesnis ratlankio tarnavimo laikas, bet didesnė kaina.

3. Grūdų dydis

Grūdelių dydis žymimas akučių skaičiumi (pvz., 80# = stambus, 1000# = smulkus) arba mikrometrų (μm) dydžiu. Nykščio taisyklė:

Stambūs grūdeliai (80#–220#): greitas medžiagos šalinimas (pvz., keraminių blokelių formavimas).
Vidutinio grūdėtumo (320#–600#): subalansuotas šalinimas ir apdaila (pvz., šlifuojant kietojo lydinio įdėklus).
Smulkūs grūdeliai (800#–2000#): Didelio tikslumo apdaila (pvz., optiniai lęšiai, puslaidininkinės plokštelės).

4. Ratų greitis

Deimantiniai diskai veikia tam tikru periferiniu greičiu (matuojamu metrais per sekundę, m/s), kad optimizuotų našumą:

Dervos sukibimas: 20–35 m/s (mažas arba vidutinis greitis).
Metalo sukibimas: 15–25 m/s (vidutinis greitis, reikalingas aušinimo skystis).
Glazūruotas rišiklis: 30–50 m/s (didelis greitis, idealiai tinka HSG).

Viršijus rekomenduojamą greitį, ratas gali įtrūkti arba deimantiniai grūdeliai gali iškristi iš vietos.

Deimantinių šlifavimo diskų pranašumai, palyginti su tradiciniais abrazyvais

Tradiciniai abrazyviniai diskai (pvz., aliuminio oksido, silicio karbido) yra pigesni, tačiau jie nėra tokie našūs šlifuojant kietas ar tikslias medžiagas. Štai kodėl verta investuoti į deimantinius diskus:

1. Ilgesnis įrankio tarnavimo laikas

Kaip minėta anksčiau, šlifuojant kietas medžiagas deimantiniai diskai tarnauja 50–100 kartų ilgiau nei aliuminio oksido diskai. Pavyzdžiui, deimantiniu disku galima nušlifuoti 10 000 karbido įdėklų, kol juos reikės pakeisti, o aliuminio oksido disku – tik 100. Tai sumažina prastovas keičiant įrankius ir sumažina ilgalaikes išlaidas.

2. Didesnis šlifavimo efektyvumas

Dėl deimanto kietumo jis gali pjauti medžiagas greičiau nei tradiciniai abrazyvai. Pavyzdžiui, 10 mm storio aliuminio oksido keramikos plokštės šlifavimas deimantiniu disku trunka 2–3 minutes, palyginti su 10–15 minučių su silicio karbido disku.

3. Aukščiausia paviršiaus kokybė

Tradiciniai diskai dažnai palieka „įbrėžimus“ arba „mikro įtrūkimus“ ant kietų medžiagų, todėl reikia papildomų poliravimo etapų. Deimantiniai diskai sukuria veidrodinį paviršių vienu važiavimu, todėl nereikia šlifuoti papildomai ir sutaupoma laiko.

4. Sumažintas medžiagų švaistymas

Tikslus šlifavimas deimantiniais diskais sumažina „peršlifavimą“ (daugiau medžiagos pašalinimą nei būtina). Tai labai svarbu brangioms medžiagoms, tokioms kaip puslaidininkinės plokštelės (viena plokštelė gali kainuoti daugiau nei 1000 USD) arba medicininės klasės keramika.

5. Universalumas

Skirtingai nuo tradicinių diskų (kurie gali būti naudojami tik metalams arba minkštoms medžiagoms), deimantiniai diskai šlifuoja įvairius paviršius: stiklą, kvarcą, keramiką, karbidą, akmenį, betoną ir net sintetines medžiagas, tokias kaip anglies pluoštu armuotas polimeras (CFRP).

Pritaikymas: kur naudojami deimantiniai šlifavimo diskai

Deimantiniai šlifavimo diskai yra neatsiejama pramonės šakų, kurioms reikalingas tikslumas ir ilgaamžiškumas, dalis. Žemiau pateikiami dažniausiai pasitaikantys jų naudojimo atvejai:

1. Puslaidininkių ir elektronikos pramonė

Silicio plokštelių (naudojamų mikroschemose) šlifavimas siekiant gauti itin plokščius paviršius (±0,5 μm lygumas).
Galio arsenido (GaAs) ir silicio karbido (SiC) substratų formavimas galios elektronikai ir 5G įrenginiams.
LED lustų poliravimas siekiant padidinti šviesos srautą.

2. Aviacija ir automobiliai

Turbinų menčių (pagamintų iš titano arba Inconel plieno) šlifavimas iki griežtų tolerancijų (±0,01 mm), siekiant užtikrinti variklio efektyvumą.
Keraminių stabdžių diskų (naudojamų didelio našumo automobiliuose) formavimas, siekiant atsparumo karščiui ir ilgaamžiškumo.
Karbidinių įrankių antgalių (naudojamų orlaivių variklių apdirbime) apdailos, siekiant išlaikyti aštrius kraštus.

3. Optinės ir medicinos pramonės šakos

Fotoaparatų, teleskopų ir akinių optinių lęšių (stiklinių arba plastikinių) poliravimas, siekiant užtikrinti, kad paviršiai nebūtų subraižyti.
Medicininių implantų (pvz., keraminių klubo sąnarių, titano kaulų varžtų) šlifavimas, siekiant atitikti biologinio suderinamumo standartus ir tiksliai priglusti.
Kvarcinių tiglių (naudojamų puslaidininkių gamyboje) formavimas išlydyto silicio laikymui.

4. Statyba ir akmens apdirbimas

Betoninių grindų šlifavimas siekiant sukurti lygius, lygius paviršius komerciniuose pastatuose.
Natūralaus akmens (marmuro, granito) formavimas stalviršiams, plytelėms ir paminklams.
Inžinerinio akmens (pvz., kvarcito) poliravimas siekiant pagerinti jo estetinį patrauklumą.

5. Įrankių ir štampų gamyba

Karbidinių frezų, grąžtų ir perforatorių galandimas pjovimo našumui atkurti.
Formos ertmių (naudojamų plastiko liejimo procese) šlifavimas iki tikslių formų ir paviršiaus apdailos.

Kaip išsirinkti tinkamą deimantinį šlifavimo diską

Tinkamo rato pasirinkimas priklauso nuo trijų veiksnių:

Ruošinio medžiaga: Pasirinkite rišiklio tipą, kuris atitinka medžiagos kietumą (pvz., metalinis rišiklis karbidui, dervinis rišiklis stiklui).
Šlifavimo tikslas: stambūs grūdai medžiagos šalinimui, smulkūs grūdai apdailai.
Mašinos suderinamumas: Įsitikinkite, kad disko greitis ir dydis atitinka jūsų šlifavimo mašinos specifikacijas.

Pavyzdžiui:

Jei šlifuojate silicio plokštelę (minkštą, jautrią karščiui), idealiai tinka 1000# grūdelių dervos rišiklio diskas.
Jei formuojate volframo karbido įrankį (kietą, tvirtą), geriausiai tinka metalinis šlifavimo diskas su 220# grūdėtumu.

Įrašo laikas: 2025 m. rugpjūčio 31 d.