CVD金剛石又稱化學(xué)氣相沉積金剛石,是含碳?xì)怏w在高溫低壓條件下,在固態(tài)襯底表面上沉積生長的純凈金剛石。CVD金剛石硬度高,耐磨性好,摩擦系數(shù)低,表面光潔度高,可以制成0.02-1.0mm孔徑的拉絲模,用于拉制不銹鋼絲、鎢絲、鉬絲、銅絲、鋁絲等。由于CVD金剛石中不含任何結(jié)合劑,因此與PCD相比,CVD金剛石拉絲模表現(xiàn)出更高耐磨性、耐腐蝕性、熱導(dǎo)率以及熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)。該產(chǎn)品的缺點(diǎn)在于它的韌性不如PCD,抗沖擊性較弱,易裂,拉絲模制備中的技術(shù)條件也比PCD嚴(yán)格。
PCD又稱聚晶金剛石,市場上常見拉絲模芯型號(hào)包括SD、CXD以及CXT三大系列。PCD的成功研制為線材拉制業(yè)帶來了巨大變革,它使整個(gè)加工過程變得更為高效和穩(wěn)定。PCD由微米級(jí)金剛石微粒與結(jié)合劑在高溫高壓條件下燒結(jié)而成,具有硬度高、耐磨性好、抗沖擊能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),模具使用過程中體現(xiàn)出磨損均勻、壽命長的優(yōu)勢,適用于高速拉拔。由于PCD在宏觀上呈現(xiàn)各向同性,因此它不會(huì)像單晶金剛石那樣出現(xiàn)??啄p不均勻和模孔不圓的現(xiàn)象發(fā)生。另外由于PCD的價(jià)格比單晶金剛石低得多,因此在拉絲行業(yè)中獲得了廣泛應(yīng)用。絕大部分金剛石拉絲模均使用PCD拉絲模芯。
按照結(jié)合劑的不同,PCD模芯可分鈷基和硅基兩類。鈷基PCD模芯含有金屬結(jié)合劑,具有良好的可加工性,可以使用電火花、激光、超聲波等工藝進(jìn)行加工,但金屬鈷的存在使得金剛石在高溫下易于發(fā)生石墨化,因此該類模芯適合在低于650攝氏度的條件下加工和使用。硅基PCD模芯可加工性相對(duì)較差,不過材料中沒有金屬結(jié)合劑,因此材料在1000攝氏度的條件下依然可保持良好的熱穩(wěn)定性。
單晶金剛石具有硬度高、耐磨性好的特點(diǎn),該類模具拉制的線材表面光潔度很高,但由于結(jié)構(gòu)上具有各向異性,導(dǎo)致其硬度也呈各向異性,使模孔的磨損不均勻,制品不圓整,加之資源稀少,價(jià)格昂貴,一般用作表面質(zhì)量要求高的細(xì)線拉線?;虺善防€模。單晶金剛石拉絲模芯又分兩種:天然金剛石拉絲模芯和人造單晶金剛石拉絲模芯。人造單晶金剛石拉絲模芯以進(jìn)口為主,代表性廠家包括元素六、日本住友、廊坊西波爾公司等。
金剛石的高硬度、高耐磨性使得金剛石薄膜成為極佳的工具材料。作為工具材料,金剛石薄膜可以由兩種不同的應(yīng)用形式。第一種形式是將沉積以后的金剛石膜剝離下來,然后重新加以切割、研磨,并焊接到工具的端部。由于這...
在空氣中燃燒溫度為850~1000℃,在純氧中720~800℃燃燒,金剛石發(fā)出淺藍(lán)色火焰,并轉(zhuǎn)化成二氧化碳。?常壓下做不到。隔絕氧氣的情況下加熱,大約1500度左右會(huì)開始石墨化,在熔融之前全部轉(zhuǎn)變成石...
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利用熔融稀土鈰(Ce)對(duì)CVD金剛石厚膜進(jìn)行了拋光研究。詳細(xì)討論了工藝參數(shù)對(duì)拋光速率和表面粗糙度Ra的影響,獲得了最佳拋光工藝。通過對(duì)拋光后金剛石膜表面的拉曼光譜(Raman)、俄歇能譜(AES)、掃描電鏡(SEM)以及能譜(EDS)的分析,探討了拋光機(jī)理。結(jié)果表明:該方法有很高的拋光速率,可達(dá)每小時(shí)數(shù)百微米。拋光后金剛石膜的Ra從10.845μm降低至0.6553μm。拋光的熱處理工藝不但沒有破壞金剛石表面的原始結(jié)構(gòu),而且由于鈰對(duì)石墨的優(yōu)先刻蝕,拋光后金剛石膜表面的石墨含量還大大減少。
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化學(xué)氣相沉積(CVD)制備的金剛石膜表面粗糙且厚薄不均勻,在許多情況下不能直接使用,必須對(duì)其進(jìn)行拋光。本文研究了不同型號(hào)的金剛石微粉對(duì)CVD金剛石厚膜研磨的影響,通過對(duì)研磨結(jié)果的比較分析,優(yōu)化出一種高質(zhì)量高效率的拋光方法,即先采用W40和W28金剛石微粉,分別研磨2 h,然后用W0.5金剛石微粉研磨4 h。經(jīng)掃描電子顯微鏡(SEM)和原子力顯微鏡(AFM)測試分析表明:金剛石膜的平均去除率為12.2μm/h,粗糙度Ra由4.60μm降至3.06 nm,說明該拋光方法能實(shí)現(xiàn)金剛石膜高質(zhì)量、高效率的拋光。
玻璃切割工具、超硬切削刀具、PCD拉絲模芯、國外來料加工業(yè)務(wù)為主。沃爾德全資子公司——廊坊西波爾鉆石技術(shù)有限公司,以超硬刀片材料、進(jìn)口PDC、國內(nèi)來料加工業(yè)務(wù)為主。2100433B
隨著改革、開放的深入進(jìn)行,國內(nèi)相繼引進(jìn)了工業(yè)發(fā)達(dá)國家制造的拉絲模及相應(yīng)的模孔檢測儀器。通過對(duì)國外拉絲??仔偷钠饰?,使我們了解到現(xiàn)代拉絲??仔偷脑O(shè)計(jì)思想,為提高中國拉絲模的設(shè)計(jì)水平提供了借鑒。
拉絲模芯的結(jié)構(gòu)按工作性質(zhì)可分為“入口區(qū)、潤滑區(qū)、工作區(qū)、定徑區(qū)、出口區(qū)”五個(gè)區(qū)間。拉絲模的內(nèi)徑輪廓很重要,它決定著壓縮線材所需的拉力,并影響拉拔后線材中的殘余應(yīng)力。模芯各區(qū)的作用分別是:入口區(qū),方便穿線及防止鋼絲從入口方向擦傷拉絲模;潤滑區(qū),通過它使鋼絲易于帶入潤滑劑;工作區(qū),是??椎闹饕糠?,鋼絲的變形過程在這里進(jìn)行,即將原始截面減小到所要求的截面尺寸。在拉拔圓錐面金屬時(shí),工作區(qū)內(nèi)金屬的體積所占的空間是一個(gè)圓臺(tái),該空間稱為變形區(qū)。工作區(qū)內(nèi)的圓錐半角α(又稱為模孔半角)主要用于確定拉拔力的大??;定徑區(qū)的作用在于取得被拉拔鋼絲的準(zhǔn)確尺寸;出口區(qū)是用于防止鋼絲出口不平穩(wěn)而刮傷鋼絲表面。
隨著拉絲速度的提高,拉絲模的使用壽命成為突出的問題。美國人T Maxwall和E G Kennth提出了適應(yīng)高速拉絲的新拉絲??仔屠碚?,即“直線型”理論。根據(jù)該理論制作的拉絲模具有下列特點(diǎn):
①入口區(qū)、潤滑區(qū)合二為一,具有使?jié)櫥菧p小的趨勢,使?jié)櫥瑒┻M(jìn)入工作區(qū)前就受到一定壓力,從而起到更好的潤滑效果。
②入口區(qū)和工作區(qū)加長,以建立較好的潤滑壓力,其角度按拉絲材質(zhì)和每道次壓縮率分別進(jìn)行優(yōu)選。
③定徑區(qū)必須平直且長度合理。
④各部分縱面線都必須是平直的。