Haalbaarheidsstudie K.O.E.L.E. Compactie

Inleiding

Diamant heeft de eigenschap het hardste materiaal te zijn. Deze eigenschap maakt het mogelijk om met diamant alle andere materialen te zagen, boren, schuren en polijsten. Diamant is belangrijk voor slijtvaste gereedschappen in de industrie, van mijnbouw en boren tot machinale bewerkingen en medische implantaten.

Probleemstelling

Het is momenteel nog niet mogelijk om metaalpoeders inclusief diamant te comprimeren tot een 100% theoretische dichtheid. Hierbij is men vrij in de keuze van de metaalpoeders en hun smeltpunten, aangezien in deze koude methode men geen rekening meer hoeft te houden met het grafieteren van de diamant door metaalpoeders met een smeltpunt hoger dan 1000 graden. Dit is een probleem bij de nu gebruikte productiemethode, namelijk smelten door warmte (koper, brons, kobalt).

Projectfocus

Binnen dit project richten we ons specifiek op het proces waarin diamant gebonden wordt in een matrix van metaal, waarmee de diamanten gereedschappen geproduceerd worden. Dit poedermetallurgisch proces maakt kortere levertijden mogelijk in vergelijking met conventionele bewerkingsroutes zoals smeden.

Poedermetallurgie

Poedermetallurgie is de techniek om metaallegeringen aan te maken vanuit poedervorm, dus niet vanuit een vloeibare smelt zoals gebruikelijk. Momenteel worden de legeringselementen veelal in fijn poeder (< 0,6 mm) samengebracht en goed gemengd. Vervolgens worden ze in vormen geperst onder hoge druk (100 tot 1000 megapascal) en dan verhit tot onder de smelttemperatuur.

Procesdetails

• De mal moet bestand zijn tegen de toegepaste krachten.
• Het poeder wordt in afgemeten hoeveelheden aangebracht.
• Met een stempel wordt het poeder in de caviteit van de mal tot een 'vast' product gevormd.
• Om de poeders te laten hechten, wordt er vaak gebruikgemaakt van bindmiddelen, welke in het vervolg van het proces worden verwijderd.

Doel van het project

Het doel van het project is het onderzoeken van de technische, commerciële en financiële haalbaarheid van een koude explosieve compactiemethode voor een nieuwe generatie diamantgereedschappen. Hierdoor creëren wij de optie voor een vrije keuze van matrixopbouw met bijvoorbeeld elementen met een hoog smeltpunt, wat voorheen niet mogelijk was in verband met de graviteit van de diamant.

Voordelen

• Het is mogelijk om procestijd te verkorten (geen verhitting nodig).
• Er kan gewerkt worden met veel goedkopere materialen, zoals ijzerpoeder (dat een hoger smeltpunt heeft dan het gravitatiepunt van diamant).