石墨模具對(duì)金剛石的影響力
石墨模具對(duì)金剛石的影響力
在人造金剛石鋸片的熱壓燒結(jié)過(guò)程中，石墨模具起到發(fā)熱元件和模具支撐的雙重作用。石墨模具的質(zhì)量和石墨性能參數(shù)的波動(dòng)直接影響人造金剛石鉆頭的尺寸精度、外觀和形狀、鉆頭中結(jié)合劑的含量、胎體材料的硬度和抗彎強(qiáng)度、鑲嵌金剛石的能力以及鉆頭的切削性能和使用壽命。
1.石墨電阻率的影響
當(dāng)石墨模具在熱壓燒結(jié)工藝中用作人造金剛石鉆頭的電熱元件時(shí)，要求石墨塊之間和壓頭之間的電阻率一致、均勻。如果石墨塊之間的電阻率不均勻，根據(jù)焦耳的楞次定律，塊與塊之間、組與組之間的發(fā)熱量就會(huì)不同，溫差就會(huì)增大。在金剛石鉆頭熱壓燒結(jié)過(guò)程中，溫度會(huì)導(dǎo)致胎體材料硬度和抗彎強(qiáng)度的差異，也會(huì)導(dǎo)致胎體對(duì)金剛石的嵌入能力的差異，從而影響鉆頭的磨損率和切削能力。
2、石墨的體積密度、肖氏硬度、彎曲強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度。
熱壓燒結(jié)時(shí)石墨起模具支撐作用時(shí)，要求石墨的體積密度、邵氏硬度、抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度越高越好，體積密度應(yīng)大于1.75g/cm3。作為模具的壓頭，其抗彎強(qiáng)度更為重要。如果石墨的堆積密度較低，其硬度、抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度也會(huì)相應(yīng)較低，在使用中容易斷裂或折斷。
3.石墨中雜質(zhì)含量的影響
石墨作為熱壓燒結(jié)模具，要求其灰分含量盡可能低，石墨化程度盡可能高。如果石墨中雜質(zhì)含量過(guò)高，灰分含量過(guò)高，石墨模具中多余的雜質(zhì)會(huì)與刀頭中的金屬結(jié)合劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，附著在金剛石刀頭表面，產(chǎn)生暗紅色痕跡，影響金剛石刀頭的外觀。
4.石墨開(kāi)口孔隙率的影響。
為了保證刀盤(pán)的光潔度，除了要求石墨模具的表面光潔度高之外，還要求石墨的顆粒結(jié)構(gòu)要細(xì)，開(kāi)口氣孔率越小越好，一般小于13%。
如果模具中石墨的堆積密度低，孔隙率過(guò)高，在熱壓燒結(jié)過(guò)程中，石墨會(huì)在刀頭中吸附更多的金屬結(jié)合劑，從而改變金屬對(duì)石墨的浸漬，使刀頭的失重率增加，從而改變刀頭中金屬結(jié)合劑與金剛石的比例，降低結(jié)合劑對(duì)金剛石的保持能力。甚至?xí)a(chǎn)生刀盤(pán)表面與石墨模具之間的粘連，降低刀盤(pán)表面的光滑度。