電子燒結石墨模具廠家設計基礎

金剛石鑽頭是由胎體(ti) 和鋼體(ti) 兩(liang) 部分組成的,胎體(ti) 是由金剛石、碳化物與(yu) 銅、鐵、鎳、鈷、錫、鋅、錳等元素及其合金所組成,鋼體(ti) 為(wei) 45#鋼。熱壓法製造金剛石鑽頭是利用中頻感應加熱和油壓機直接加壓方法,在熱壓模內(nei) 同時完成鑽頭胎體(ti) 粉末的成形、燒結及其與(yu) 鋼體(ti) 的連接,由此獲得金剛石鑽頭。

熱壓溫度TS一般為(wei) 900～ 980℃ ,熱壓壓力P為(wei) 10～ 13MPa。薄壁金剛石鑽頭的公稱壁厚為(wei) 3.175mm(1/8英寸),鑽頭胎體(ti) 的實際厚度一般為(wei) 3.0～ 3.2mm,多用於(yu) 在建築物上水泥構件鑽孔。熱壓模具采用高純高強高致密石墨。

由於(yu) 石墨與(yu) 鋼體(ti) 和胎體(ti) 的線膨脹係數相差較大,這為(wei) 熱壓模具的設計、使用和鑽頭製造帶來難題。人們(men) 曾通過調節胎體(ti) 成分以改變其膨脹係數和調節熱壓工藝以減緩此難題。薄壁金剛石鑽頭由於(yu) 胎體(ti) 壁薄,模具(尤其是心模)的設計,稍有不適,便會(hui) 在熱壓冷卻過程中因胎體(ti) 與(yu) 模具線膨脹係數差異而使胎體(ti) 冷卻收縮受阻,降低胎體(ti) 結合強度,乃至於(yu) 胎體(ti) 因受張力作用而開裂。

本文在現行模具設計基礎上,依據熱壓特點和胎體(ti) 、鋼體(ti) 、模具材料的熱膨脹特性,討論它們(men) 在熱壓中的行為(wei) ,然後改進心模設計,設計彈性電子燒結石墨模具,在基本不增加生產(chan) 成本的前提下,降低因胎體(ti) 與(yu) 模具膨脹係數的差異對鑽頭質量的不利影響,解決(jue) 鑽頭胎體(ti) 在熱壓製造中開裂的問題。

不同配方胎體(ti) 材料的線膨脹係數不同,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(ti) (不含金剛石)配方的線膨脹係數(表1),為(wei) 便於(yu) 討論,將石墨和45#鋼的線膨脹係數也附在表中。

由於(yu) 鋼體(ti) 和胎體(ti) 的線膨脹係數遠高於(yu) 電子燒結石墨模具,在熱壓中鋼體(ti) 、胎體(ti) 與(yu) 電子燒結石墨模具三者間存在動態配合問題,主要是胎體(ti) 與(yu) 模具間的動態配合問題。人們(men) 期望的理想狀態是,熱壓升溫時胎體(ti) 與(yu) 模具間處於(yu) 滑配合,以減少熱壓的壓力損耗,同時也減少或防止胎體(ti) 粉末從(cong) 鋼體(ti) 與(yu) 模具的接觸麵上竄;