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金刚砂石磨料合成工艺简要阐述

  • 简单介绍树脂结合剂磨具和陶瓷结合剂磨具所使用的RVD型的金刚石磨料以及以青铜结合剂为代表的金属结合剂磨具用的MBD系列金刚砂石磨料的合成工艺,并介绍生产过程中通过观察合成棒判断压力、温度参数的方法。
  • 合成工艺参数简析合成工艺参数主要是指合成压力p、合成温度T、合成时间t。这三个参数对于合成效果有着重大影响。
  • 压力和温度是影响金刚石结晶特性的最根本的工艺因素。其他各种工艺条件,诸如合成棒和合成块结构及组装方式、叶蜡石传压介质的性质等,也往往在不同程度上归结到压力和温度这两个基本工艺因素上来。至于加热方法(直接加热、间接加热、混合加热方式〕、升压升温方式(一次升压、二次升压、慢升压)、控压控温方式(手动控制、自动控制)等,更是直接关系到压力和温度。
  • 在p和T一定的条件下,合成时间长短则主要是影响晶粒大小。因为金刚石颗粒随着生长时间的延长而逐渐长大,所以合成时间(保压、保温时间)应当由所要求的产。In粒度来决定。除了粒度之外,还要考虑生长速率。在生产高品级金刚石的条件下,生长速率比较缓慢。因此需要更长的生长时问。
  • 所用石墨片和催化剂片的厚度,也取决于所要生产的金刚砂石粒度。在其他条件适当的前提下,片越厚,越有利于获得粗粒度产品。
  • 合成棒直径的大小取决于压机吨位。压机越大,金刚砂允许使用的合成棒也相应增大(表1-7)。

金刚砂合成直径表

  • 合成棒加大,所用叶蜡石立方块尺寸也要相应增大,以保持其足够的密封、隔热、电绝缘性能。
  • 观察合成效果判断压力和温度在生产过程中,可以根据16次高压、高温合成后的合成棒经砸开并刷去表面石墨后观察到的金刚石生长情况,直观地估计所用压力和温度的高低;根据观察到的情况,判断压力和温度并及时进行必要调整,这是合成操作的一项基本功。
  • 生产中常见的情况大体上可分为以下几种。
    a.合成棒烧结成整体,比较结实,但不难砸开。砸开后看到端片和中间都生长有金刚
    石晶粒而且分布均匀,这表明压力和温度适当,合成效果良好。
    b.合成棒很结实,不易砸开。砸开后发现各片生长金刚石多而细,表明温度适当,压粒稍偏高或升温开始较晚。
    c.合成棒很松,轻轻一砸,石墨片与催化剂片就一片片分开,并且接触面平整,无明显变化,无金刚石生成。这表明温度和汪力都低,未达到金刚石生长区间。
    d.中间几片生长金刚石,两端片不生长,说明温度偏低。
    e.中间几片烧结,不长金刚石,两端长金刚石,说明温度偏高。
    f.试棒周围有较厚金属壳,催化剂片变色,发脆,变形,出现星形带,有重结晶特征;
    石墨片发亮不长金刚石。这表明f力和温度都偏高.超出了金刚砂石生长的区间。
  • RVD型金刚石合成工艺RVD型金刚石的特征是晶形不规则,针片状晶形占70%以上,其余为等体积形(颗粒长轴与短轴比小于1.5倍),强度最低,脆性最大,尖棱锐利,磨削锋利,是最适宜制造树脂结合剂磨具和陶瓷结合剂磨具的金刚石品种。RVD型金刚石经过一表面镀覆处理可以显著延长磨具使用寿命。这类产品利川小吨位压机((6X6MN)和小尺寸腔体(016mm合成棒)就可以制造,不是必须使用大吨位压机和大腔体。催化剂可以使用NiCrFe或NiFeMn,不必使用NiMnCo或其他Ni和C。含量高的昂贵的催化剂材料。对石墨材料也要求不高,供人造金刚石用的各种牌号的石墨均可使川,以有利于高产者为好。因为这类金刚石粒度较细小(60/70-325/400),又要求高产,所以宜使用较薄的催化剂片与石墨片,或者使用粉状催化剂和石墨。金刚砂组装方式见前述。RVD型金刚石在合成工艺上的特点是:要求压力和温度控制在V形合成区内的富晶区的中间部位;可以采用一次升压、升温方式(图1-26),而不必要求二次升压或慢升压;保压、保温时间视粒度要求而定。通常是生产细粒度产品,时间一般为3-5min。金刚砂工艺参数图
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