新技術(shù)在金剛石工具中的應(yīng)用
Writer:admin???Source:???Timer:2016-12-16
1、預(yù)合金粉在金剛石工具中的應(yīng)用
預(yù)合金粉末由于每個(gè)粉末顆粒都包含組成合金的各種金屬元素,因此成分均勻性相當(dāng)好。由于其共熔點(diǎn)比合金中單元素熔點(diǎn)要低得多,因此預(yù)合金粉末所需的燒結(jié)溫度低。
目前,制備預(yù)合金粉末的常用方法主要有以下幾種:
?。?)霧化法
預(yù)合金粉末高壓霧化法是按照設(shè)計(jì)好的胎體配比,在燒結(jié)之前預(yù)先將各種成分的金屬熔煉成合金,然后霧化噴粉,得到所需粒度的胎體粉末。霧化法按霧化介質(zhì)可分為水霧化和氣霧化,氣體霧化可用空氣、氮?dú)饣驓鍤獾葰怏w。氣體霧化冷卻速度快、粉末晶粒細(xì)、粉末收得率高、成本低。由于水比氣體的粘度大且冷卻能力強(qiáng),水霧化法特別適于熔點(diǎn)較高的金屬與合金。
(2)共沉淀法
共沉淀法即是在含有兩種或多種金屬離子的溶液中,加入沉淀劑、表面改性劑,通過強(qiáng)化工藝條件,使各種金屬離子幾乎同時(shí)沉淀而獲得成分均勻的沉淀物,再將沉淀物通過加熱分解、還原、破碎、過篩等工序處理后,最終得到所需粉末的方法。
共沉淀法是制備含有兩種以上金屬元素的復(fù)合粉料的重要方法。由于化學(xué)共沉淀法各組分預(yù)先可在溶液中達(dá)到分子間的均勻混合,因此制品的成分均勻穩(wěn)定,另外其他參數(shù)(如粒度、粒形等)也易于控制。制取的粉料具有粒度細(xì)、粒度分布范圍窄、成分分布均勻、純度高、燒結(jié)活性好等優(yōu)點(diǎn)。
?。?)機(jī)械合金化法
機(jī)械合金化法通常也稱為高能球磨法,是將不同的金屬粉末或彌散強(qiáng)化粉末裝入高能球磨機(jī),在保護(hù)氣氛下按一定的球料比、球大小比進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間球磨,在球磨機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)等機(jī)械驅(qū)動(dòng)力的作用下,粉末經(jīng)反復(fù)的擠壓、冷焊及粉碎過程,使不同的原料粉末達(dá)到原子級(jí)緊密結(jié)合,如果原料中含有固態(tài)時(shí)不能互溶的金屬或陶瓷之類的硬顆粒,硬顆粒就均勻地彌散嵌入較軟金屬顆粒中而制得復(fù)合粉末。
機(jī)械合金化法的一個(gè)顯著特點(diǎn)是能在低溫下合成通常要求高溫加工才能制備的材料,并能獲得常規(guī)方法難以獲得的非晶合金、超飽和固溶體等材料。但是機(jī)械合金化法容易在球磨過程中將雜質(zhì)帶入粉末中,降低產(chǎn)品的純度,且反復(fù)的擠壓使粉末內(nèi)部產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力,影響粉末的壓制性能和燒結(jié)性能。
2、金剛石有序排列
在常規(guī)金剛石鋸片中,金剛石在金屬胎體中是隨機(jī)、無序排列的,因此,金剛石在刀頭中容易產(chǎn)生偏析與聚集。在金剛石富集區(qū),金剛石濃度高,單顆金剛石鋸切力小,而易被拋光與磨損,同時(shí)易于堵塞與阻礙巖屑的排除,致使鋸切效率下降;在金剛石稀少區(qū),由于單顆金剛石承受工作負(fù)荷過大,沖擊力大,金剛石易于碎裂與脫落。因此,金剛石無序排列的鋸片存在鋸切效率低、工具壽命短和鋸切效率與壽命相互矛盾的問題。近年來在金剛石工具行業(yè)中,推出了刀頭金剛石有序排列的設(shè)計(jì)與工藝,可在金剛石刀頭生產(chǎn)中以最優(yōu)間距均勻排布金剛石。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明有序排布能夠同時(shí)提高金剛石鋸片的鋒利性與壽命,并且降低了金剛石濃度,節(jié)約了成本。
3、釬焊金剛石工具
釬焊金剛石工具采用金剛石表面金屬化技術(shù),以活性釬料或鎳基釬料焊接金剛石, 通過強(qiáng)碳化物形成元素或合金, 使金剛石與工具胎體實(shí)現(xiàn)化學(xué)冶金結(jié)合, 這大大提高了金剛石的把持力。另外,金剛石可凸出2/3,且不易脫落,又創(chuàng)造了切割鋒利、排屑好的有利條件。再加上易于與金剛石有序排列技術(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)金剛石在工具表面合理規(guī)則均布,充分利用了金剛石的切割作用,既能節(jié)省金剛石用量,降低工具成本,又提高了切割效率。
目前使用的釬焊設(shè)備主要有兩種。一種是高頻感應(yīng)焊機(jī);一種是高溫真空爐。
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