摘要 人造金刚石和人造金刚石工具已在很多工业部门获得广泛的应用,成为这些工业部门科技进步的重要因素。但是金刚石在工业中应用的粗放增长潜力目前已经枯竭,必须大幅度提高其使用效果。众所周...
人造金刚石和人造金刚石工具已在很多工业部门获得广泛的应用,成为这些工业部门科技进 步的重要因素。 但是金刚石在工业中应用的粗放增长潜力目前已经枯竭,必须大幅度提高其使用效果。
众所周知,任何含有金刚石的工具或材料,其使用性能在很大程度上取决于金刚石的性能,
而金刚石的性能又受合成、提取、处理、尺寸和形状分选、物理化学性能分选、表面改性等
工艺的制约。
乌克兰国家科学院超硬材料所研究出了新的金刚石磨粉生产工艺,并准备继续这方面的研究
。按所研究的工艺生产出的特殊优质金刚石磨粉适用于做特定类型的工具,或航空、电子、
光学、色谱学、生物学用的含金刚石的材料。
新的金刚石磨粉制造工艺基于采用下述工艺方法:
物理化学力和物理力
· 粘附力
· 吸附力
· 重力
· 磁力
· 电力
分选处理方法
· 磁性分选
· 粘附磁性分选
· 浮选
各种处理方法
· 机械处理
· 化学处理
· 热处理
· 激光处理
经综合采用上述各种加工处理方法,制造出了新的特殊牌号金刚石磨粉:特高强度金刚石、
耐热金刚石、电镀用金刚石、具有高表面活性的金刚石。
一、特高强度金刚石
经开发新的金刚石合成工艺并同时改进分选过程,研制出特高强度金刚石AC200、AC250、AC
300、AC350、AC400。这些牌号未纳入乌克兰国家标准ДСТУ3292-95,而由技术条件ТУ
88.090.029-98对其静压强度做出规定。
特高强度金刚石静压强度(牛顿)
粒度AC200AC250AC300AC350AC400
800/63052565682010251280
630/5004505607008801100
500/400355444555690867
400/315311390486607760
315/250256320400500625
250/200225280350440550
200/160200250310386482
160/125165206258322403
125/100141177220275345
主要特性:杂质含量不超过0.5%;电阻率ρ不低于1010Ω·m。
应用:制造金属结合剂磨具,修整工具,钻切天然石材、陶瓷、混凝土的工具(AC200、AC25
0、AC300),加工天然石材、高强度矿岩的工具(AC350、AC400)。
二、耐热金刚石
耐热金刚石是从批量生产的AC50~AC160粒度630/500~100/80磨粉中去除金属包裹体含量高
的颗粒而制成。人造金刚石的耐热性直接取决于其金属包裹体含量和金刚石合成时所用的金
属溶剂成分。通常用镍锰合金合成的金刚石比用铁磁性合金合成的金刚石耐热性要低,耐热
人造金刚石被赋予下述代号:
“Т”——根据技术条件ТУ2-037-638-89《耐热人造金刚石磨粉》;
“П”——根据技术条件ТУ8890.1230-90《专用人造金刚石磨粉》;
“Тс”——用铁磁性合金合成的耐热金刚石。
耐热性的表征方法:
耐热性系数,Kc=P原始PT.C,对于带“Т”代号的金刚石
。
包裹体含量,β,%,对于带“П”代号的金刚石而言。
“热处理后强度保持比例Tc=PT.CP原始,对用铁磁性合金
合成的金刚石而言,用小数表示。
主要特性:
带“Т”代号磨粉的耐热性 Kc=1.1~3.7;
带“П”代号磨粉的耐热性 b=0.4%~2.5%;
带“Тс”代号磨粉的耐热性Тс不小于0.6。
应用:用耐热金刚石制造金属结合剂工具,在工具制造过程中和高温下使用时可保持金刚石
的强度和使用特性。
三、用于生产电镀工具的金刚石粉
用于生产电镀工具的金刚石磨粉是从成批生产的AC6、AC15、AC20、AC32、AC50,粒度500/4
00~50/40金刚石中通过附加电磁分选制成,磨粉的电阻值高。磨粒的电磁特性彼此接近。
用于电镀工具的磨粉被赋予代号“H”,它表示非磁性,不导电。按技术条件《ТУ2-037-3
4485电镀工具专用人造金刚石磨粉》生产。
应用:采用带“H”代号的专用磨粉制造电镀工具可避免树枝状构造形成,从而提高金刚石
在结合剂中的固结强度,提高工具使用性能。
四、高表面活性金刚石
金刚石工具的工作性能取决于金刚石颗粒在结合剂中的把持强度,这在很大程度上取决于金
刚石表面活性程度及金刚石表面粗糙度。普通金刚石粉料是由表面活性不同的颗粒构成,因
而其在结合剂中把持强度不同,从而使工磨使用性能降低。
乌克兰超硬材料所研究出了一种根据颗粒表面缺陷程度分选金刚石和获得具有较高和较低表
面活性粉料的方法。表面活性用表面活性系数Ka做定量评价。
高表面活性金刚石(Ka不小于0.3)用普通金刚石磨粉AC6(用于有机结合剂)、AC15~AC50(用
于电镀结合剂)、AC50T~AC160T(用于金属结合剂)制成。这种金刚石被赋予代号“A”(技术
条件ТУ2-037-649-89高表面活性人造金刚石磨粉)。
主要特性:
1、AC6金刚石
表面活性系数Ka不少于0.5%
磁化率x不超过10·10-8m3/kg
2、电镀工具用金刚石
表面活性系数Ka不少于0.4%
磁化率x不超过6.6·10-8m3/kg
电阻率ρ不少于10-8Ω/m
3、耐热金刚石
表面活性系数Ka不少于0.3%
金属杂质含量β不超过1.0%
耐热系数Kc1.1~3.7
应用:高表面活性金刚石用于制造有机和电镀结合剂工具。采用这种金刚石可提高磨粒在结
合剂中的把持强度,从而可减少磨粒的埋入深度,提高工具寿命,降低金刚石比磨耗。