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如何有效提高我国PCD工具质量

发布时间:2017-06-12 19:06:39  浏览次数:


如何有效提高我国PCD工具质量


如何有效提高我国(PCD)金刚石工具质量
1.为金刚石工具制造提供批量生产性能稳定、粗颗粒、热稳定性好的高强度金刚石
金刚石的品级质量、粒度和浓度对金刚石工具有决定性的作用。我国在金刚石合成方面,六面顶小吨位高强工艺已趋成熟,六面顶大吨位大腔体工艺不断完善,两面顶合成金刚石也初具规模,粉末触媒合成、碳素、叶腊石块原材料生产不断完善。因此针对我国金刚石工具制造,批量合成性能稳定、粗颗粒、热稳定性能好的高强金刚石是完全可能的。国外的金刚石公司,除推出SDA+、SDB、DSN、MBS、ISD系列外,DeBeers针对中国市场推出BKI、BK30、BK60、BK70金刚石,韩国日进公司推出六面顶合成的SDS系列金刚石,都值得我国同行借鉴。
   2.采用强碳化物形成元素,提高金刚石把持力
   提高金刚石锯片切割效率与寿命的一个关键因素是提高胎体对金刚石的把持力。胎体对金刚石有好的把持力,金刚石就不会过早脱落,并具有最大的凸出高度,切割时锋利,效率高。
   提高金刚石超薄切割片的金钢石把持力一般有以下三种方法:
   (1)提高机械把持力。这是由于金属粉末在烧结时产生收缩,形成压缩应力把持住金刚石。压缩应力的产生是由于金刚石与胎体金属热膨胀系数不同,由于烧结时或晶体形成与长大引起体积变化所致。由于胎体屈服强度有限,故产生的压缩应力与机械把持力有限。
   (2)粉末中添加少量强碳化物形成元素如Cr、W、Mo等,由于其对金刚石润湿性与亲和力较好,烧结时在金刚石与胎体金属界面上形成碳化物,实现对金刚石的次金结合,有利于把持力的加强与提高。
   (3)金刚石表面镀覆一层强碳化物形成金属元素如Cr、Ni、Ti、W等。这是近几年来采用较多的工艺措施。为此燕山大学专门研制生产了三种型号的真空微蒸发镀钛设备。
   根据国内外的实验研究与使用表明,金刚石镀覆技术最为有效的使用条件与范围是:
   ①适用于高品级金刚石,效果更为明显;
   ②在纯钻胎体中对把持力的提高次序是:镀Cr>镀Ti>未镀覆金刚石。
   ③MBS-960Cr2镀铬金刚石适用于Co基胎体、低铁低青铜胎体和WC胎体。
   ④MBS-960Ti2镀钛金刚石适用于钻青铜基胎体,铁基胎体。
   ⑤在切割沥青、养护混凝土(GreenConcrete)和加强(钢筋)混凝土锯片中采用镀钨金刚石。
   ⑥镀镍整体金刚石超薄切割片适用于树脂结合剂砂轮,其使用效果依次为:针刺形镀镍金刚石>镀镍金刚石>未镀镍金刚石。
   ⑦镀银金刚石适用于磨削碳化钨硬质合金工具用精密树脂结合剂砂轮。因为银的价格不算十分昂贵,适于高精密磨削,其导热性能好,适用于油冷磨削硬质合金。同时银是一种很好的润滑剂,可减小砂轮与工件之间的摩擦,发热量不大。
   3.采用超细粉末与预合金化粉末
   在生产专用锯片时,宜采用超细金属粉末与预合金化粉末。金属粉末细化有利于降低烧结温度、提高硬度。采用预合金化粉末,可防止低熔点金属过早流失与偏析,有利于烧结制品的弹性极限和屈服强度,增加对金刚石的把持力,还可降低烧结温度与保温时间。我国上海材料所、北京人工晶体所、长沙冶金材料所与中南工大粉冶所都在这方面做了大量工作。韩国在生产高档锯片时,广泛使用BASF,UM,INCO,Fum-tungstene,Kennametal等公司的超细粉末与预合金粉末.


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