電子燒結石墨模具廠家設計基礎
金剛石鑽頭是由胎體和鋼體兩部分組(zǔ)成的,胎體是由金剛石、碳化物與銅、鐵、鎳、鈷、錫、鋅、錳(měng)等元素及(jí)其合金所組成,鋼體為45#鋼(gāng)。熱壓法製造金剛石鑽頭是利(lì)用中頻感應(yīng)加(jiā)熱和油壓機直接加壓方(fāng)法,在(zài)熱壓模內同時完成鑽(zuàn)頭胎(tāi)體粉末的成形、燒結及其與鋼體(tǐ)的連接,由此獲得金剛石鑽頭。
熱壓溫度TS一般為900~ 980℃ ,熱壓(yā)壓力P為10~ 13MPa。薄壁金剛石鑽頭的(de)公稱壁厚為3.175mm(1/8英寸),鑽頭胎體的實際厚度(dù)一般為(wéi)3.0~ 3.2mm,多(duō)用於在建築物上水泥構件鑽孔。熱壓模具采(cǎi)用高(gāo)純高強高致(zhì)密石(shí)墨。
由於石墨與(yǔ)鋼體和胎體的線膨(péng)脹係(xì)數(shù)相差較大,這(zhè)為熱壓模具的設計、使用和鑽頭製造帶來難題。人們曾(céng)通過調(diào)節(jiē)胎體成分以改變(biàn)其膨脹係數和調節熱壓工藝以(yǐ)減緩此難題。薄(báo)壁金剛石鑽頭由於胎體(tǐ)壁薄,模具(尤其是心模)的設計,稍有(yǒu)不(bú)適,便會在(zài)熱壓冷卻過程中因胎體與模具線膨脹係數差異而使胎體冷卻收縮受阻,降低胎(tāi)體結合強度,乃至於胎體因(yīn)受張力作用而開裂。
本文(wén)在現行模具設計基礎上,依據熱壓特點(diǎn)和(hé)胎體、鋼體、模具材料的熱膨脹特性,討論它們在熱壓中的行為,然後改進心模設計(jì),設計彈性電(diàn)子燒結石墨模具,在基(jī)本不增加生產成本的前提下(xià),降低因胎體與模具膨脹係數的差異對(duì)鑽頭質量的不利影響,解決鑽頭胎(tāi)體在熱壓製造中開裂的問題。
不同配方胎(tāi)體材料(liào)的線膨脹係數不(bú)同,探礦工程研究所卓國基等人曾測定過一些有代表性常用胎體(不(bú)含金剛石)配方(fāng)的線膨脹係數(表1),為便於討論,將(jiāng)石墨和45#鋼的線(xiàn)膨脹(zhàng)係數也附在表中。
由於鋼體和胎體的線膨脹係數遠高於電子燒結(jié)石墨模具,在(zài)熱壓(yā)中鋼(gāng)體、胎體與電(diàn)子燒結石墨模具(jù)三者間存在動態配合問題,主要是胎體與模具間的動態配(pèi)合問題。人們期望的理(lǐ)想狀態是,熱壓升溫時胎體與模具間處於滑配合,以減少熱壓的壓力(lì)損(sǔn)耗,同時也減少或防止胎體粉末從鋼體與模具的接觸(chù)麵上竄;