聚晶金刚石的特点、应用、分类及聚结机理

聚晶金刚石的特点、应用、分类及聚结机理
聚晶金刚石的特点、应用、分类及聚结机理

聚晶金刚石的特点、应用、分类及聚结机理

超 /硬 /天 /地

文/邹芹,王明智,李艳国,赵玉成

摘要:本文主要介绍了聚晶金刚石的特点及应用、烧结型聚晶金刚石的分类、烧结型聚晶金刚石的聚结机理。聚晶金刚石除了具有金刚石的一些性能外,还具有一些其它的优异性能,如:可以直接合成或加工成特定规整形状;可以设计或预测新产品的性能,赋予产品必要的特点等。PCD目前主要用于切削工具、石油钻探工具、拉丝模、矿山开采和耐磨元件等领域。根据PCD中晶粒结合情况可把PCD分为自身烧结和中介结合烧结两种。烧结型PCD可分为无添加剂和有添加剂两种。

0 引言

单晶金刚石由于存在各向异性,导致其在加工、使用过程中会存在方向性的问题,且大块单晶金刚石的制备在目前的合成条件下很难实现,由此人们想到了用聚晶金刚石(PCD)来代替单晶金刚石。

在自然界中存在的天然PCD有卡布那多(Carbonado)和巴拉斯(Ballas)两种。卡布那多是一种由许多细粒金刚石与其它物质聚结成的块状PCD,很早人们称其为黑金刚石。巴拉斯其外形似球,坚硬的外壳由辐射状金刚石构成。它们除具有高硬度外,还具有高韧性、无方向性、无解理面等特点。但自然界中储量甚少。自从人造金刚石问世以来,50年代起人们就试图在超高压高温条件下能合成出其性能及结构与卡布那多及巴拉斯相似的PCD,其国家先后有美国、前苏联、南非、中国等。70年代初期已有产品开始用于工业领域,如美国通用电气公司(GE)在1972年推出的Compax商品,是一种带硬质合金衬底的多晶金刚石复合体;英国De Beers公司在1976年推出的Syndite也属同类型商品;中国在1972年推出的JRS产品是一种整体式的柱状PCD。

人工合成的PCD是一种以许多细金刚石为原料,在有或无添加剂参与和超高压高温条件下聚结而成的金刚石聚集体。

1 聚晶金刚石的特点及应用

与单晶金刚石相比PCD具有以下特点:①可以直接合成或加工成特定规整形状;②可以设计或预测新产品的性能,赋予产品必要的特点,从而适应特定用途。正因如此PCD超硬材料才显示了强大的生命力。表1列出了PCD超硬材料与其它工具材料性能对比。

PCD目前主要用于切削工具、石油钻探工具、拉丝模、矿山开采和耐磨元件等。由于聚晶是多晶结构,磨损无方向性,晶粒间隙可储存润滑油,用于拉丝模,不仅使用寿命比天然单晶拉丝模高,而且拉拔金属丝的表面质量好。PCD被成功地用于制造各种刀具,包括车刀、铣刀和镗

刀等,用于加工高硬、耐磨的金属及非金属材料,其性能远远高于硬质合金或单晶金刚石刀具。有人预言PCD的出现意味着刀具材料的又一次革命。

2 烧结型聚晶金刚石的分类

根据PCD中晶粒结合情况可把PCD分为自身烧结和中介结合烧结两种。自身烧结:在金刚石粉末中加入起触媒作用的金属可以加速烧结的进行,导致金刚石-金刚石的自身结合。从这一观点出发,铁族金属(如铁、钴、镍)及其合金是较好的粘结剂。R.H. Wentorf等研制成功的以硬质合金为衬底的复合片,即属于自身烧结的典型产品。采用此类粘结剂的烧结过程如下:将硬质合金片与金刚石微粉层分层组装,在加热过程中硬质合金中的Co熔融析出,扫越金刚石层,金刚石表面部分发生石墨化,这种由金刚石转变来的石墨促进了金刚石粒子的重排,在碳-钴共晶温度以上,石墨溶解到液相钴中直至饱和。在金刚石稳定区石墨的溶解度大于金刚石的溶解度,所以金刚石由钴液中析出。金刚石析出后,溶解可进一步进行,通过这种溶解析出过程,在金刚石晶粒间的液相钴的迁移,导致金刚石与金刚石的自身结合,即形成D-

D(Diamond-Diamond)键合。

D-D键合的PCD具有较高的冲击韧性,T.-P. Lin等采用双扭法测定的PCD的断裂韧性高达13 MPa·m0.5(0.5为上标),是优良的刀具材料。其存在的主要问题是热稳定性较差,原因之一是金刚石与钴的热膨胀系数相差很大,在加热、冷却过程中产生较大的热应力,高温时(750 ℃以上)发生金刚石与硬质合金基体表面上的层状剥落或性能变差;另一方面,聚晶内残存的金属Co熔点较低,而且是石墨-金刚石转变的双向催化剂,作为刀具材料或钻头材料在和金属基体钎焊过程中或工作过程中产生的高温下,金刚石很容易发生石墨化,使PCD强度降低。Co系PCD的热稳定性限制了制品的应用范围。采用在金刚石层与硬质合金层之间加入立方氮化硼(CBN)过渡层的方法,可以成功地降低界面的热应力。而常用的提高热稳定性的方法为采用酸处理使Co析出,可使PCD的热稳定温度由700 ℃升高到1200~1300 ℃,但同时使PCD的强度降低了1/4~1/3,形成多孔结构。文献提出将这种多孔的PCD80 在1550 ℃真空状态下,浸于硅液中形成一种SiC结合的新型PCD,获得了高硬度(55 GPa)、高耐磨性并兼具高热稳定性的PCD 材料。在国内由于高压合成设备的限制,制作Co系PCD较困难,这种工艺应用较少。近十年来随着金刚石低压合成的发展,采用化学气相沉积方法(CVD)合成PCD成为超硬领域的一大热点。利用含碳气体热

分解,在基体上沉积金刚石结构形式的碳原子,形成D-D结合的PCD.CVD合成的金刚石膜主要用于光学及电子领域的功能材料。将用CVD法生长的金刚石厚膜(300 μm左右)分割成具有切削刃的刀片,将其焊在工具的尖端作金刚石刀具,可以进行有色金属的精密切削。Sussmann成功地利用CVD法制备含硼的金刚石(具有高耐氧化性)拉丝模。CVD法合成的PCD由于不存在过渡族金属,热稳定性较好。而且由于晶粒细小、强度高有较高的耐磨性。但由于很难在硬质合金基体上直接沉积金刚石膜,薄膜与硬质合金衬底的结合成为复合片的制作难点,其工业化应用仍受到很大的限制。

中介结合烧结:将金刚石微粉与适量的结合剂混合均匀,在高压高温下烧结而成。其中结合剂作为中介将金刚石颗粒聚结在一起,即形成D-M-D (Diamond-Metal-Diamond)键。结合剂可以采用金属或陶瓷材料。金属结合的PCD有较高的强度、韧性和不易破碎、断裂等优点,但由于金属结合剂刚性差、硬度低,且易被氧化,使PCD的硬度及耐磨性降低,极大地限制了金属结合剂的使用范围,减少了它在高负荷条件下的使用。V. Poliakov等提出在金属结合剂中加入Al2O3、TiN或TiB、BN等颗粒,形成金属陶瓷结合剂,PCD的韧性与耐磨性将有很大改善。类似的金属陶瓷结合剂还有M.G. Azevedo等采用的Cu-Si-B合金,其特点是可以通过调节合金组分的含量获得所需的性能。

在陶瓷结合的PCD中,最常用的是富硅系列的结合剂,即采用硅粉及其它单质粉末或用富硅的合金作粘结剂。1979年M.Y. Lee首次采用热压浸渍法制备了SiC中介结合的PCD.硅的熔点是1415 ℃,而且大多数硅合金的熔点随所受压力的升高而下降,这样在达到烧结温度之前此类粘结剂均会产生液相起到促进烧结致密化并阻碍金刚石向石墨逆转变的作用,在烧结过程中金刚石与硅相反应形成β-SiC及硅的金属化合物。并以此作为结合桥将金刚石颗粒聚结在一起形成PCD。

用这种方法合成的PCD中,金刚石的含量有70%~90%不等,结合剂均匀分布在PCD中,与金刚石接触的部分为SiC,SiC至少应占结合剂体积的50%以上,越高越好。因为SiC和金刚石以共价键结合,结合非常牢固,其本身具有较高的耐热性和硬度,而且热膨胀系数与金刚石相差不多,这样在烧结体中基本没有热膨胀系数差异引起的残余应力,所以SiC结合的PCD的热稳定性能很好,热稳定温度可达1300 ℃。因此这种PCD在机械加工工具、石油地质钻头、流体喷嘴、电气散热片及耐磨器件等领域有广泛的应用前景。国内生产的PCD以此类为主。

但由于SiC本身的脆性,使PCD易脆性断裂,强度低、韧性差。在重负荷、高冲击情况下,出现崩角,掉边及整体脆性断裂,限制了它的使

用。PCD冲击断裂和磨损破坏的主要断口形貌为晶界断裂以及微刃破碎。因此材料的磨损抗力主要取决于材料的断裂抗力,为了增加PCD的磨损抗力,就要提高SiC结合剂的断裂抗力,即提高其韧性。

近几年,又出现了一些新型的陶瓷结合剂,如采用一些硅酸盐、钛酸盐等如:Fe2SiO4、FeTiO3等以及Ba、Mg、Ca等的碳酸盐等作为结合剂,都获得了高硬度、高热稳定性、高机械性能的PCD。但其合成温度及压力分别在1850 ℃及7.7 GPa以上,上述方法在国内外的实际生产中难以实现,特别是我国特有的六面顶设备,基本无法达到上述指标。

3 烧结型聚晶金刚石的聚结机理

烧结型PCD可分为无添加剂和有添加剂两种,无添加剂时靠自身结合为D-D键键合,需较高的压力(13 GPa以上)和较高的温度(3000 K以上);有添加剂时可大大降低烧结压力(约为6 GPa)和温度(1673~2100 K)。

表面间的结合原理:把两种材料通过表面接触相互结合成复合材料。两种材料间的焊接、表面间的润湿性、表面镀膜、非均匀成核、PCD的聚结等,都存在粘合的问题,问题的中心就是要搞清楚两种表面按照什么样的原理才能粘合到一起,而且粘合的好,因此研究表面间的粘合原理具有普遍意义。

可以从表面结构和表面接触时,双方原子间相互作用的规律来研究粘合问题。显然,A与B两种材料相互接触能粘合在一起的条件是,A面上的原子与B面上的原子相互作用成键,A与B两面间的粘合就是A面上的a 原子与B面上的b原子之间相互作用成键的集体表现。要使它们粘合得好,在一般情况下,就要求两面接触很好,两面的结构有一定对应关系,使两面上的原子对得准,相互作用成键能力要强,这就是粘合的一般原理。这个原理包含两部分内容,即结构对应原理(即双方表面上原子分布有一定对应关系)和成键原理(即双方表面上的原子要能相互联结成键)。必须同时符合这两条原理,才能粘合,缺一不可。两面接触时,不一定要求所有面上的原子都能对得准,只要有相当多的原子对得准,且相互作用成键能力强就行了。若双方面上的所有原子都能对得准,且成键能力又强,则当然更好。

致谢

高等学校博士学科点专项科研基金资助课题(20091333120002)、国家自然科学基金资助项目碳纳米葱无添加剂制备多晶金刚石烧结体的研究(51102205)、河北省自然科学基金资助项目场发射微等离子体的产生及诊断(A2010001118)、河北省自然科学基金资助项目MA制备非化学计量比Ti化合物及其烧结行为的研究(E2009000367)。

联轴器种类大全

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柔性联轴器允许两轴间存在相对位移 梅花式联轴器 梅花联轴器是一种应用很普遍的联轴器,也叫爪式联轴器,是由两个金属爪盘和一个弹性体组成。两个金属爪盘一般是45号钢,但是在要求载荷灵敏的情况下也有用铝合金的。其弹性体一般都是是工程塑料或是橡胶组成,弹性体的寿命也就是联轴器的寿命,一般弹性体的寿命为10年。由于弹性体具有缓冲,减振的作用,所以在有强烈振动的场合下使用较多。弹性体的性能极限温度,决定了联轴器的使用温度,一般为-35至+80度。

弹性柱联轴器 弹性柱联轴器是利用若干非金属弹性材料制成的柱销,置于两半联轴器凸缘孔中,通过柱销实现两半联轴器联接,该联轴器结构简单,容易制造,装拆更换弹性元件比较方便,不用移动两联轴器。 弹簧式联轴器 弹簧式联轴器是用外形呈波纹状的薄壁管直接与两半联轴器焊接或粘接来传递运动的。这种联轴器的结构简单,外形尺寸小,加工安装方便,传动精度高,主要用于要求结构紧凑,传动精度较高的小功率精密机械和控制机构中。

金刚石材料简介

金刚石材料 基本概念:金刚石就是我们常说的钻石(钻石是它的俗称),它是一种由纯 碳组成的矿物。金刚石的化学式NC----N个C,金刚石是原子晶体,一块金刚 石是一个巨分子,N个C的聚合体.只能用它的结构式表示. 代表材料:天然单晶金刚石,人造单晶金刚石,人造聚金刚石,CVD金刚石膜 1、天然单晶金刚石 天然单晶金刚石是一种各向异性的单晶体。硬度达HV9000-10000,是自 然界中最硬的物质。这种材料耐磨性极好,制成刀具在切削中可长时间保持尺 寸的稳定,故而有很长的刀具寿命。天然金刚石刀具刃口可以加工到极其锋 利。可用于制作眼科和神经外科手术刀;可用于加工隐形眼镜的曲面;可用于金刚石手术刀 切割光导玻璃纤维;用于加工黄金、白金首饰的花纹;最重要的用途在于高速超精加工有色金属及其合金。如铝、黄金、巴氏合金、铍铜、紫铜等。用天然金刚石制作的超精加工刀具其刀尖圆弧部分在400倍显微镜下观察无缺陷,用于加工铝合金多面体反射镜、无氧铜激光反射镜、陀螺仪、录像机磁鼓等。表现粗糙度可达到Ra(0.01-0.025)μm。 天然金刚石材料韧性很差,抗弯强度很低,仅为(0.2-0.5)Gpa。热稳定性差,温度达到700℃-800℃时就会失去硬度。温度再高就会碳化。另外,它与铁的亲和力很强,一般不适于加工钢铁。 2、人造单晶金刚石 人造单晶金刚石作为刀具材料,市场上能买到的目前有戴比尔斯(DE-BEERS) 生产的工业级单晶金刚石材料。这种材料硬度略逊于天然金刚石。其它性能都与 天然金刚石不相上下。由于经过人工制造,其解理方向和尺寸变得可控和统一。人造单晶金刚石刀具 随着高温高压技术的发展,人造单晶金刚石最大尺寸已经可以做到8mm。由于这种材料有相对较好的一致性和较低的价格,所以受到广泛的注意。作为替代天然金刚石的新材料,人造单晶金刚石的应用将会有大的发展。 3、人造聚晶金刚石 人造聚晶金刚石(PCD)是在高温高压下将金刚石微粉加溶剂聚合而成的多晶体材 料。一般情况下制成以硬质合金为基体的整体圆形片,称为聚晶金刚石复合片。根据 金刚石基体的厚度不同,复合片有1.6mm、 3.2mm、4.8mm等不同规格。而聚晶金Pcd 金刚石刀具 刚石的厚度一般在0.5mm左右。目前,国内生产的PCD直径已经达到19mm,而国外如GE公司最大的复合片直径已经做到58mm,戴比尔斯公司更达到了74mm。 根据制作刀具的需要可用激光或线切割切成不同尺寸和角度的刀头,制成车刀、镗刀、铣刀等。 PCD的硬度比天然金刚石低(HV6000左右),但抗弯强度比天然金刚石高很多。另外,通过调整金刚石微粉的粒度和浓度,使PCD制品的机械物理性能发生改变,以适应不同材质、不同加工环境的需要,为刀具用户提供了多种选择。 PCD刀具比天然金刚石的的抗冲击和抗震性能高出很多。与硬质合金相比,硬度高出3-4倍;耐磨性和寿命高50-100倍;切削速度可提高5-20倍;粗糙度可达到Ra0.05μm。切削效率高、加工精度稳定。 PCD同天然金刚石一样,不适合加工钢和铸铁。这种刀具主要用于加工有色金属及非金属材料,如:铝、铜、锌、金、银、铂及其合金,还有陶瓷、碳纤维、橡胶、塑料等。PCD

PE塑料的性能与应用..

PE塑料的性能与应用 PE即聚乙烯,是一种具有多种结构和特性的聚合物。它主要分为低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)、及特殊性能的超高分子量聚乙烯、低相对分子质量聚乙烯、高相对分子质量高密度聚乙烯、极低密度聚乙烯等。一般来说相对密度低于0.920的聚乙烯,通常称为低密度聚乙烯;相对密度等于或大于0.940的聚乙烯称为高密度聚乙烯;相对密度在0.926~0.940范围内的聚乙烯称为中密度聚乙烯。 由PE的分类上就能看出,密度是关系着PE塑料性能差异的主要指标,其次是相对分子质量,而密度又是树脂结晶度和分子线型结构不同造成的。线性结构的PE,结晶度高,密度大,熔融温度、硬度、屈服强度、弹性模量也高。尽管PE分子间的力不大,但主要因结晶度高,分子便堆砌紧密而强度增大。相反,支链度大的PE结晶度较小,则密度较低,可延伸性与韧性较大,即为柔韧性材料。 相对分子质量及其分布会直接影响结晶度,进而影响一系列性能,如:强度、硬度、韧性、耐磨性、耐化学药品和老化及耐低温脆折性等越高,而断裂伸长率降低。相对分子质量分布窄,对韧性和低温脆性却有所提高。而耐长期载荷变形,耐环境应力开裂性则下降。所以,相对分子质量分布的宽窄对PE制品的种类与使用性能也有密切关系。 另外,熔融指数是聚乙烯熔体流动性的定量指标,也是反映聚乙烯分子量大小的一个标志。一般情况下,PE的熔融指数越高,其分子量越低;反之PE的熔融指数越低,其分子量越高。PE的熔融指数对其加工影响较大。熔融指数大,则流动性就好,对注射成型有利,但对于直接挤出吹塑来说,则不希望熔融指数过高,特别是HDPE,熔融指数大,型坯易产生下坠,影响型坯的正常成型。若要吹塑大型制品时,应该选用高分子量高密度聚乙烯(代号为HMWHDPE),其重均分子量在30~50万范围内,其分子量不仅明显地高于一般HDPE(重均分子量在15~20万之间),而且分子量分布较宽,其熔体张力大,采用直接挤出吹塑成型时,大型制件的型坯也不易产生下坠问题。采用HMWHDPE制得的塑料制品还具有良好的耐冲击性、耐蠕变性以及耐应力开裂性。 ⒈常用聚乙烯的性能介绍 ⑴低密度聚乙烯性能:LDPE为乳白色蜡状颗粒,它具有无毒、无味、无臭,是PE中最轻的品种,结晶度较低,为55﹪~65﹪熔体流动速率较宽,约为0.2~50g/10min,具有良好的柔韧性、延伸性、透明性、耐寒性,有优良的加工性、化学稳定性及透气性较好,电绝缘性能优异,但其机械强度、透湿性、耐老化性能较差及耐热性低于高密度聚乙烯。 ⑵高密度聚乙烯的性能:HDPE为白色粉末或颗粒状,无毒、无味、无臭,与LDPE相比,支链较少,结晶度较高,密度较大,相对分子质量常为十几万到几十万,熔体流动速率范围较窄;具有较高的刚性和韧性,优良的机械性能和耐热性,还具有较好的耐溶剂性、耐蒸汽渗透性等。 ①HDPE的各项性能见表1—4

LED的分类及特点

LED的分类及特点 a)常见LED的分类 A.按发光管发光颜色分成红色、橙色、绿色(又细分黄绿、标准绿和纯绿)、蓝 光等。另外,有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。根据发光二极管 出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色,上述各种颜色的发光二极管还可分成 有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管不适 合做指示灯用。 B.按发光管出光面特征分为圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装 用微型管等。圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ 20mm等。由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。 C.从发光强度角分布图来分有三类: ?高指向性。一般为尖头环氧封装,或是带金属反射腔封装,且不加散射剂。 半值角为5°~20°或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用, 或与光检出器联用以组成自动检测系统。 ?标准型。通常作指示灯用,其半值角为20°~45° ?散射型。这是视角较大的指示灯,半值角为45°~90°或更大,散射剂的 量较大。 D.按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装 及玻璃封装等结构。 E.按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装 及玻璃封装等结构。 F.按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED(发光强度小于10mcd);超高亮度 的LED(发光强度大于100mcd);把发光强度在10~100mcd间的叫高亮度发光 二极管。一般LED的工作电流在十几mA至几十mA,而低电流LED的工作电流 在2mA以下(亮度与普通发光管相同)。 b)LED的特点 发光二极管(LED)作为第三代半导体照明光源。这种产品具有很多梦幻般优点: 1)光效率高:光谱几乎全部集中于可见光频率,效率可以达到50%以上。而光效差 不多的白炽灯可见光效率仅为10%-20%。

联轴器的类型与特点

联轴器的类型与特点 联轴器的类型常用的精密联轴器有:弹性联轴器,膜片联轴器,波纹管联轴器,滑块联轴器,梅花联轴器,刚性联轴器。联轴器的特点1、弹性联轴器(1)一体成型的金属弹性体; (2)零回转间隙、可同步运转;(3)弹性作用补偿径向、角向和轴向偏差;(4)高扭矩刚性和卓越的灵敏度;(5)顺时针和逆时针回转特性完全相同;(6)免维护、抗油和耐腐蚀性;(7)有铝合金和不锈钢材料供选择;(8)固定方式主要有顶丝和夹紧两种。2、膜片联轴器(1)高刚性、高转矩、低惯性;(2)采用环形或方形弹性不锈刚片变形;(3)大扭矩承载,高扭矩刚性和卓越的灵敏度;(4)零回转间隙、顺时针和逆时针回转特性相同;(5)免维护、超强抗油和耐腐蚀性;(6)双不锈钢膜片可补偿径向、角向、轴向偏差,单膜片则不能补偿径向偏差。 3、波纹管联轴器(1)无齿隙、扭向刚性、连接可靠、耐腐蚀性、耐高温;(2)免维护、超强抗油,波纹管形结构补偿径向、角向和轴向偏差,偏差存在的情况下也可保持等速作动;(3)顺时针和逆进针回转特性完全相同;(4)波纹管材质有磷青铜和不锈钢供选择;(5)可适合用于精度和稳定性要求较高的系统。 4、滑块联轴器(1)无齿隙的连接,用于小扭矩的测量传动结构简

单;(2)使用方便、容易安装、节省时间、尺寸范围广、转动惯量小,便于目测检查;(3)抗油腐蚀,可电气绝缘,可供不同材料的滑块弹性体选择;(4)轴套和中间件之间的滑动能容许大径向和角向偏差,中间件的特殊凸点设计产生支撑的作用,容许较大的角度偏差,不产生弯曲力矩,侃轴心负荷降至最低。5、梅花联轴器(1)紧凑型、无齿隙,提供三种不同硬度弹性体;(2)可吸收振动,补偿径向和角向偏差;(3)结构简单、方便维修、便于检查;(4)免维护、抗油及电气绝缘、工作温度20℃-60℃; (5)梅花弹性体有四瓣、六瓣、八瓣和十瓣;(6)固定方式有顶丝,夹紧,键槽固定。6、刚性联轴器(1)重量轻,超低惯性和高灵敏度;(2)免维护,超强抗油和耐腐蚀性;(3)无法容许偏心,使用时应让轴尽量外露;(4)主体材质可选铝合金/不锈钢;(5)固定方式有夹紧、顶丝固定。

聚晶金刚石复合片及其生产工艺简述

聚晶金刚石复合片及其生产工艺简述 (1)聚晶金刚石复合片 全部选用国产原材料,经过重新整形、提纯、净化、配料、组装等工序,在国产六面顶(液)压机上,采用先进的超高压-高温合成工艺,生产聚晶金刚石 复合片坯料 (1)???? Polycrystalline diamond compact (PDC) ?Select and use domestic raw materials, and after the procedures of re-coining, purification, purging, burdening and assembling, use advanced ultra high pressure-high temperature synthesis technology to produce polycrystalline diamond compact (PDC) billet on the domestic cubic (hydraulic) press. ? 聚晶金刚石复合片具体生产工艺简述: 1)根据订单和公司计划下达生产任务单; 2)原料、辅料的购置; 3)整形:对金刚石的形状进行严格控制,对所购原料进行重新整形,尽量去除长条形等不规则形状的金刚石颗粒,获得圆度好的、基本上为球形的金刚石 颗粒; Introduction of the specific production technology of polycrystalline diamond compact (PDC): 1) Assign production tasks in accordance with the orders and company plan; 2) Purchase raw materials and auxiliary materials; 3) Coining: strictly control the diamond shape, re-coin the purchased raw materials, and do the best to eliminate the diamond particles with irregular shapes such as strip ones to obtain diamond particles with good roundness and which are basically spherical. ? 4) 分级:将混合粉料放入烧杯中,加入超净化去离子水,搅拌混合均匀,根据不同粒度沉降时间不同的原理选取所需粒度,使用激光粒度分析仪对粒度的 分布进行精确测量; 5)净化:对金刚石微粉、钴粉及其他原料进行氢气还原处理;氢气还原处理工艺:在氢气还原炉中处理,依据材料的不同选择不同的处理温度,大致范围 为500-800℃; 4) Classification: put the mixed powder into the beaker, add super-purgative deionized water, stir and mix it evenly, select required particle size in accordance with the settling time theory of different particle sizes, and use the laser particle size analyzer to accurately measure the distribution of particle sizes; 5) Purification: perform hydrogen reductive treatment to diamond micro-powder, cobalt powder and other raw materials; hydrogen reductive treatment techniques: process it in the hydrogen reducing furnace, select different treatment temperatures in accordance with different materials, and the proximate range should be between 500-800℃; ? 6)配料:按照一定的比例将金刚石与钴粉、以及少量的微量元素进行混合,其中金刚石的粒度严格控制,强调平均粒度以及不同粒度的配合比例。所配原料

2010-光源种类

起源: 无极灯,又称“电磁感应灯”,是集电子、电磁、真空等技术于一体的国际第四代节能环保型新光源,具有结构简单、无电极、无灯丝、高光效、高显色性和长寿命等特点。它的出现为解决上一代光源产品节能不节钱、指标寿命高而实际寿命短等一系列实际问题提供了新的方案。 无极灯的研制经历了漫长而艰苦的历程。 1920年美国人Foulke论述了电磁感应无电极放电灯的可能性,1942年Babat提出“H放电”(电磁感应藕合放电)模式,奠定了无极灯的理论基础。70年代石油危机后,节能光源的开发受到重视,但由于成本和电路设计制造等问题,无极灯未能形成产品问世。进入90年代后,由于电子技术的进步,无极灯的研究和开发进入活跃时期。1990年,日本松下公司开发成功“Everlight”无电极荧光灯,寿命40000小时;1991年,荷兰Philips公司研发成功“QL”型高频无极灯,寿命60000小时;1994年,美国GE公司向市场推出23W紧凑型无电极荧光灯,寿命10000小时;1997年,德国Osram公司开发成功“O”型低频无极灯,寿命60000小时。 概述: 从对无极灯的理论研究起到实用产品问世,科学家和光源技术研发人员花了整整110 年的时间。无极灯作为90年代后期才发展起来的一种高科技电光源,无电极、无灯丝,是继汞灯、钠灯、节能灯、金卤灯等光源之后的第四代电光源。它集合了多种先进电光源之优点于一身:高效、节能、长寿命、环保、显色性高、光色多、无频闪现象、无辐射等,是21世纪最有发展前景的一种绿色节能环保型电光源。 结构: 如图所示,无极灯由三部分组成,分别是功率耦合器、内壁涂有三基色荧光粉的玻璃泡壳及匹配的高频发生器(激励源)。高频发生器可根据需要与灯泡分开安装,距离为0-20m。其中,高频发生器是核心技术部件,直接关系到无极灯的工作稳定性、电磁兼容性及使用寿命等关键技术指标。由于灯泡内没有灯丝或电极,因此,不存在限制光源寿命的必然组件,一般寿命可长达60000小时以上。

什么是聚乙烯

什么是聚乙烯 聚乙烯是最结构简单的高分子,也是应用最广泛的高分子材料。 它是由重复的–CH2–单元连接而成的。聚乙烯是通过乙烯(CH2=CH2 )的加成聚合而成的。 聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力(15-30大气压),有机化合物催化条件下进行Ziegler-Natta聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的,且分子链很长,分子量高达几十万。如果是在高压力(100-300MPa),高温(190–210°C),过氧化物催化条件下自由基聚合,生产出的则是低密度聚乙烯(LDPE),它是支化结构的。 聚合压力大小:高压、中压、低压; 聚合实施方法:淤浆法、溶液法、气相法; 产品密度大小:高密度、中密度、低密度、线性低密度; 产品分子量:低分子量、普通分子量、超高分子量。 聚乙烯特性 聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70~-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良;但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的,耐热老化性差。 聚乙烯的性质因品种而异,主要取决于分子结构和密度。 聚乙烯的种类 (1)LDPE:低密度聚乙烯、高压聚乙烯 (2)LLDPE:线形低密度聚乙烯 (3)MDPE:中密度聚乙烯、双峰树脂 (4)HDPE:高密度聚乙烯、低压聚乙烯 (5)UHMWPE:超高分子量聚乙烯 (6)改性聚乙烯:CPE、交联聚乙烯(PEX) (7)乙烯共聚物:乙烯-丙烯共聚物(塑料)、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯-其它烯烃(如辛烯POE、环烯烃)的共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物(EAA、EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH) 分子量达到3,000,000-6,000,000的线性聚乙烯称为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。超高分子量聚乙烯的强度非常高,可以用来做防弹衣。 主要方法: 液相法(又分为溶液法和淤浆法)和气相法(物料在反应器中的相态类型)。我国主要采用齐格勒催化剂的淤浆法。 条件与过程描述:纯度99%以上的乙烯在催化剂四氯化钛和一氯二乙基铝存在下,在压力0.1-0.5MPa和温度65-75℃的汽油中聚合得到HDPE的淤浆。经醇解破坏残余的催化剂、中和、水洗,并回收汽油和未聚合的乙烯,经干燥、造粒得到产品。 HDPE (1)淤浆法HDPE的生产流程 (2)HDPE的特性 基本性能:无臭、无味、无毒的不透明的白色粉末,造粒后为乳白色颗粒;玻璃化温度:-78℃; 熔点:比低密度聚乙烯高,约126~136℃;

3 聚晶金刚石的热稳定性研究

3 聚晶金刚石的热稳定性研究 聚晶金刚石的热稳定性确定了其应用范围[12],对其研究越来越受到人们的关注。由于聚晶金刚石受热后,其使用性能会受到很大影响,所以很自然地从受热前后聚晶金刚石性能的改变来研究其热稳定性。并有定义[13]为:聚晶金刚石复合片的耐热性是指它在空气中或保护气氛中加热而耐磨性基本保持不变所能承受的温度与相应的时间。单以耐磨性来评定聚晶金刚石的热稳定性,未免有失偏颇。目前,测量加热后聚晶金刚石性能改变量成为研究其热稳定性的主要手段。在世界范围内,测定耐热性的方法主要有三种[1]:(1)英国De Beers 公司是将其置于空气中用马弗炉加热,同时将其置于还原气氛(95%H2+5%N2)中用还原炉加热,至某一温度,并保持一段时间,然后测定其失重、耐磨性、石墨化程度和抗冲击性能;(2)英国De Beers 公司还有用热量—差热分析仪,并配以高温显微镜,来测定其初始氧化温度,以此来确定氧化度、耐热性;(3)美国GE 公司是将加热过的烧结体,用扫描电镜作断口分析及车削试验,切削速度为107~168m/min,进给量为0.13mmPR。国内的研究手段大多类似于方法二,采用差热—热重法。并用差热、热重曲线来分析温度点,以此来确定聚晶金刚石的氧化温度、石墨化温度等。研究表明,聚晶金刚石的热稳定性与许多因素有关。 3.1 聚晶金刚石热稳定性与环境的关系 与单晶金刚石的热稳定性类似,在不同环境中,聚晶金刚石的热稳定性差别很大。分别在氢气、氮气、空气中,将去掉硬质合金基体的聚晶金刚石复合片从600℃加热到800℃[14]。在对PCD 表面显微分析中得出:氢气中,PCD 表面从700℃~750℃开始有明显的恶化;氮气中,几乎在600℃粘结相就开始从晶界渗出,随着温度的升高越来越明显,至约750℃时发现PCD 表面有碎裂的迹象,达到800℃时则损伤相当严重;空气中,在约600℃时,PCD 面出现损伤,并伴随着Co 粘结相被挤出PCD 表面,其形状为球形,主要是因为粘结相的氧化物与金刚石的氧化物互不润湿。而且发现在细微晶粒间有微小裂纹的存在。可见,不同的环境对热腐蚀的进程,分别有促进和抑制的作用。 3.2 聚晶金刚石热稳定性与粘结剂的关系 粘结剂的种类、多少和有无对聚晶金刚石的热稳定性影响非常大。许多新型的聚晶金刚石刀具产品的热稳定性能好的原因主要就是因为对粘结剂的调整。在PCD 的制作工艺过程中,基体的WC-Co 起到润湿金刚石颗粒作用的同时,也会出现在最终形成的产品中。这些残余的金属相对其性能产生很大的影响。例如,Syndite(De Beers 公司的注册商标)是以Co 作为粘结剂的。一般认为其受热不宜超过700℃。钴在高温低压下与碳具有较强的亲和力,促使金刚石转化为石墨,从而降低它的强度;再者,金刚石和钴之间的热膨胀系数不同,在高温下将导致应力增加,而在PCD 内部形成微裂纹。不同的粘结剂具有不同的效果[2]。Be Deers 公司的产品Syndax3 是以陶瓷材料β-SiC作为粘结剂的,此粘结剂化学性稳定,且其热膨胀系数与金刚石接近。 因些,在惰性气氛中,其热稳定性可以允许加热到1200℃。而以Ni 基合金作为粘结剂的SDB 1000 产品比以Co 作作为粘结剂的SDA 产品具有高的热稳定性,是因为Ni 基合金导致晶粒显示出特别的立方八面体结构,致使在车削中晶粒破裂失效的方式不同,从而改变了其磨损性能,提高了热稳定性。用Si-Ti-B 系粘结剂的聚晶金刚石,热稳定性可达1100~1300℃。粘结剂添加量的多少亦会产生较大的影响。实践证明,以添加10%~15%粘结剂的

常用光源的种类、特点及应用

常用光源的种类、特点、适用场合、及其图片 种类特点适用场合图片 白炽灯普通灯泡安装及适用容易、立 即启动成本低、反射 泡可做聚光投射住宅基本集装饰性照明、反射灯泡可用于重点照明 反射灯泡 卤素灯体积小、高亮度、光 色较白、易安装、寿 命较普通灯泡长 商业空间的重点照明 卤钨灯体积小、发光效率 高、色温稳定、光 衰小、光衰小等宜用在照度要求较高、显色性较好或要求调光的场所,如体育馆、大会堂、宴会厅等 LED 寿命长、光效高、 无辐射与低功耗显示屏、汽车用灯、LCD背光源、在室内场合,在家电、仪器仪表、通讯设备、微机及玩具等、 日光灯普通型日 光灯 有各种不同光色可供 选择、可达到高照度 并兼顾经济性办公室、商场、住宅及一般公共建筑 PL灯管体积小、寿命长、效 率高、省电 局部照明、安全照明、 方向指标照明

SL省电 灯管 高效、省电、能直接 取代普通白炽灯泡大部分适用白炽灯泡的场所均可使用 气体放电灯高压水银 灯 高效率、寿命长、适 当显色性 住宅区公用区、运动 场、工厂 免用镇流 器水银灯 寿命长、显色性佳、 安装容易、效率较白 炽灯高 可直接取代白炽灯泡 用于小型工业场所、 公共区域用植栽照射 金属卤化 物灯 效率高、寿命长、显 色性佳 适合彩色电视转播运 动场投光照明、工业 照明、道路照明、植 栽照明 高压钠灯效率极高、寿命较长、 光输出稳定 道路、隧道等公共场 所照明、投光照明、 工业照明、植栽照射 低压钠灯效率极高、寿命特长、 明视度高、显色性差 为单一光色 节约能源、高效而颜 色不重要的各种场所 金属卤化 物灯 发光效率高、显色性 能好、寿命长等 较繁荣街道、商业照 明、广场照明、舞台 摄影、体育场馆等

连轴器的种类及作用

连轴器的种类及作用

联轴器的功用、类型及特点 联轴器的功用 由于制造和安装不可能绝对精确,以及工作受载时基础、机架和其它部件的弹性变形与温差变形,联轴器所联接的两轴线不可避免的要产生相对偏移被联两轴可能出现的相对偏移有: 轴向偏移图a)、径向偏移图b)和角向偏移图c),以及三种偏移同时出现的组合偏移d)。 两轴相对偏移的出现,将在轴、轴承和联轴器上引起附加载荷,甚至出现剧烈振动。因此,联轴器还应具有一定的补偿两轴偏移的能力,以消除或降低被联两轴相对偏移引起的附加载荷,改善传动性能,延长机器寿命。为了减少机械传动系统的振动、降低冲击尖峰载荷,联轴器还应具有一定的缓冲减震性能。联轴器的类型及特点 为了适应不同需要,人们设计了形式众多的联轴器,部分已标准化。机械式的联轴器分类如下: 1、刚性联轴器 刚性联轴器不具有补偿被联两轴轴线相对偏移的能力,也不具有缓冲减震性能;但结构简单,价格便宜。只有在载荷平稳,转速稳定,能保证被联两轴轴线相对偏移极小的情况下,才可选用刚性联轴器。在先进工业国家中,刚性联轴器已淘汰不用。属于刚性联轴器的有套筒联轴器、夹壳联轴器和凸缘联轴器等。 2、挠性联轴器 挠性联轴器具有一定的补偿被联两轴轴线相对偏移的能力,最大量随型号不同而异。凡被联两轴的同轴度不易保证的场合,都应选用挠性联轴器。 无弹性元件的挠性联轴器

非金属弹性元件的挠性联轴器 金属弹性元件的挠性联轴器 3、安全联轴器 安全联轴器在结构上的特点是,存在一个保险环节(如销钉可动联接等),其只能承受限定载荷。当实际载荷超过事前限定的载荷时,保险环节就发生变化,截断运动和动力的传递,从而保护机器的其余部分不致损坏,即起安全保护作

聚晶金刚石的高压合成工艺研究毕业论文

聚晶金刚石的高压合成工艺研究毕业论文 目录 1 绪论·1 1.1拉丝模概述 (1) 1.2拉丝模分类及发展状况 (2) 1.3拉丝模的孔型结构 (6) 1.4拉丝模的破坏及磨损研究 (8) 1.4.1拉丝模的破坏形式 (8) 1.4.2拉丝模的磨损 (10) 1.5聚晶金刚石拉丝模坯材料的发展及研究现状 (14) 1.6研究目的及意义 (17) 2 实验过程及测试方法·18 2.1实验材料及设备 (18) 2.2PCD拉丝模的制备过程 (19) 2.3实验测试方法与分析 (21) 2.3.1扫描电镜及能谱分析 (21) 2.3.2维氏硬度 (21) 2.3.3磨耗比 (22) 3 PCD拉丝模芯的合成工艺研究·24 3.1烧结时间对力学性能的影响 (24) 3.1.1烧结时间对显微维氏硬度的影响 (24) 3.1.2烧结时间对磨耗比的影响 (26) 3.2烧结温度对力学性能的影响 (27) 3.2.1烧结温度对显微维氏硬度的影响 (28) 3.2.2烧结温度对磨耗比的影响 (30) 3.3PCD拉丝模坯的显微形貌及能谱分析 (31)

3.3.1烧结时间对显微形貌的影响 (31) 3.3.2烧结温度对显微形貌的影响 (32) 3.3.3PCD拉丝模坯的能谱分析 (33) 4PCD拉丝模坯高压烧结过程及机理 (35) 4.1PCD拉丝模坯的烧结过程 (35) 4.2PCD拉丝模坯的烧结机理 (36) 5结论 (39) 参考文献·40 致谢·42

1 绪论 1.1拉丝模概述 拉丝模是拉制各种金属线材的重要工具。在拉丝过程中,金属丝通过模孔发生塑性变形达到预定的尺寸精度及表面质量。拉丝模的适用围十分广泛,主要应用于拉拔线材、丝材、棒材、管材等直线型难加工物体,适用于钢铁、铜、钨、钼等金属和合金材料的拉拔加工[1]。 作为拉拔线材的生产企业,要想降低成本,获得稳定长时间的拉拔,精确的尺寸,较好的表面质量,没有高质量的拉丝模具是难以实现的。国外金属制品工业为提高竞争能力,对于拉丝模质量和制造工艺的改进十分重视,从提高拉丝模寿命入手,对拉丝模的材质、结构、制造工艺、制造设备以及检测仪器等进行了系统的研究,开发出复合拉丝模、拉丝模新材料、表面涂层新技术、拉丝模新的孔型设计方法等,推动了世界拉丝生产技术的发展。 我国拉丝模制造工业已经有很长的历史,上世纪八十年代随着拉丝制造的水平不断提高以及生产工艺的不断改进,我国的拉丝模制造技术有了较大的进步,尤其是在拉丝模的材质、结构等方面有了很大进步。尽管我国线材生产量居世界前列,但总的来说和国外还有不小的差距。外国所用的材料和拉丝工艺更加先进,拉丝模的加工精度、耐用性、耐磨性等指标均优于我国的产品[2]。因此,我国的拉丝制造业要加强制模管理、提高拉丝模具的质量,并且改善拉丝模具的制造工艺,以提高我国拉丝模业得迅速发展。

电光源的种类及特点(一)

电光源的种类及特点(一) 摘要:分别讨论了热辐射型电光源、气体放电型电光源和高亮度白色发光二极管灯的性能和特点,从节能和长寿的角度分析,推广使用高亮度白色发光二极管灯,是二十一世纪电光源发展的必然趋势。 关键词:电光源;白炽灯;荧光灯;金属卤化物灯;发光二极管 1引言 电光源自最初的白炽灯诞生以来,已有百余年的历史,随着科学技术的不断发展,相继涌现出众多的电光源品种,以适应各种场合的照明需求。进入二十世纪下半叶以后,世界性的能源短缺和火力发电厂二氧化碳排出量造成的温室效应,以及许多新的应用领域对电光源的性能提出了新的要求等,促使电光源向着节能、环保、安全、长寿等方面发展,并取得了一系列令人瞩目的成就。 本文将分别讨论热辐射型光电源、气体放电型电光源和前景无量的白色发光二极管灯的性能 和特点,与读者共同交流。 2热辐射型电光源 热辐射型电光源主要有白炽灯、卤钨灯两种。 白炽灯是电光源中最古老,也是最常见的品种,它的派生种类也最多。白炽灯的制造工艺成熟、成本低、光色柔和及显色性好,显色指数高达95~99,近似为自然光,无须任何附件配合工作,调光方便,且无启动时间,但发光效率较低,一般只有5~20lm/w,寿命也较短,通常只有1000小时左右。 卤钨灯是继白炽灯之后改进而成的,它是在装有钨丝的灯管内,充入微量的卤素或卤化物构成的电光源。钨丝点亮后,在高温下能挥发出钨蒸气,在灯管内壁附近温度较低的区域与卤素化合成卤化钨,由于对流的作用,卤化钨又在钨丝表面的高温区分解出钨,再返回到钨丝表面。如此将不断地挥发、分解与返回,因此,钨丝不会很快变细,灯管也不会发黑,故卤钨灯具有寿命长(一般为2000小时)、光效高(20~30lm/W)的特点,而且还具有体积小、亮度强、使用方便、价格便宜等一系列优点。 白炽灯和卤钨灯都是依靠电流通过灯内的钨丝产生热效应而发光的,钨丝属于金属导体,在电路中显示纯电阻性,不影响供电电源的交流参数,对电源质量不会产生危害,对电源设备不构成影响。 3气体放电型电光源 气体放电型电光源主要有普通型(即标准型)荧光灯、节能型荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、 金属卤化物灯等品种。 普通型荧光灯是诞生最早的气体放电型电光源,外形为直管状,且管径较粗(T12,φ38mm)。它能够发出近似自然光的白光,光色好,显色指数高达70~80,光线柔和,发光效率高(大多为40~70lm/w),平均寿命2000~3000小时。 节能型荧光灯是上世纪八十年代以后发展起来的,主要有细管径T8型(φ26mm)和超细管径T5型(φ16mm)两种类型。T8型的显色指数可达60,发光效率高达70lm/w;T5型的显色指数提高到80,发光效率更是高达85lm/w,性能非常优越。 除了T8、T5型管状节能荧光灯外,还有细管H灯、U型灯和双D灯,通常称它们为紧凑型节能灯。这些灯体积小、重量轻、亮度高、功耗低、寿命长,因此应用十分广泛。上述几种 荧光灯在使用时,必须由镇流器和启辉器配合工作。 高压汞灯是利用汞放电时产生的高气压获得可见光的电光源,它的发光效率较高,一般为30~60,使用寿命长达2500~5000小时。它的缺点是显色性差,显色指数为30~40,而且不 能瞬间启动,并要求电源的电压波动不能太大,还需要镇流器的配合方能工作。 高压钠灯是一种高强度气体放电灯,它的发光效率非常高,可达90~100lm/w,寿命可达3000

聚乙烯概述

1.概述 1.1 PE塑料材料结构与性能及用途 1.1.1聚乙烯结构 聚乙烯(PE)塑料一种,我们常常提的方便袋就是聚乙烯(PE).聚乙烯是结构最简单的高分子,也是应用最广泛的高分子材料.聚乙烯是通过乙烯(CH2=CH2 )的加成聚合而成的。 聚乙烯的性能取决于它的聚合方式。在中等压力(15-30大气压)有机化合物催化条件下进行聚合而成的是高密度聚乙烯(HDPE)。这种条件下聚合的聚乙烯分子是线性的,且分子链很长,分子量高达几十万。如果是在高压力(100-300MPa),高温(190–210C),过氧化物催化条件下自由基聚合,生产出的则是低密度聚乙烯(LDPE),它是支化结构的。 聚乙烯是半结晶热塑性材料。它们的化学结构、分子量、聚合度和其他性能很大程度上均依赖于使用的聚合方法。聚合方法决定了支链的类型和支链度。结晶度取决于聚合物的化学结构和加工条件。 聚乙烯(PE)的分类 1.1.2聚乙烯性能 物理性质 1 聚乙烯为白色、蜡状半透明材料,具有优越的介电性能。 2 易燃烧,且离火后继续燃烧。 3 透水率低,对有机蒸汽透过率则较大。 4 透明度随结晶度增加而下降,在一定结晶度下,透明度随分子量增加而提高。 5 高密度聚乙烯熔点范围为132~135℃,低密度聚乙烯熔点较低﹙112℃﹚且范围宽。 6 常温下不溶于任何已知溶剂中,70℃以上可少量溶解于甲苯、乙酸戊酯、三氯乙烯等溶剂中。 化学性质 1 具有优异的化学稳定性,室温下耐盐酸、氢氟酸、磷酸、甲酸、胺类、氢氧化钠、氢氧化钾等各种化学物质,硝酸和硫酸对聚乙烯有较强的破坏作用。 2 聚乙烯容易光氧化、热氧化、臭氧分解,在紫外线作用下容易发生降解,炭黑对聚乙烯有优异的光屏蔽作用。 3 受辐射后可发生交联、断链、形成不饱和基团等反应。

浅谈聚晶金刚石复合片(2)

这种情况下会造成初期的时候机械钻度速度很快但又会很快下降并使钻头报废。采用切割片,可选用较大尺寸的复合片,使钻头底唇在钻进过程中保持比较好的圆弧底唇,使复合片得到充分的利用,从而使钻头获得较长的寿命。 4、钻头的制造,除了机械加工,复合片钻头制造的关键环节是基体的制造和复合片的焊接。基体制造。聚晶金刚石复合片钻头模具是由底模、中模、上模三部分组成,中模和上模设计、加工都很容易实现,但底模是具有复杂曲面特征的实体,钻头冠部形状参数、切削齿位置和方向参数、水力结构参数等都是通过底模的形状来保证的,因此,聚晶金刚石复合片钻头底模的设计和加工是聚晶金刚石复合片钻头模具设计和加工的关键。目前我国聚晶金刚石复合片钻头模具的制造主要有二种方法。一是普通车床车削,通过手工划线定位、普通铣床铣削完成加工,再通过多道工序最终。这种加工方法设备的精度低、人为误差大,难以控制和保证质量,工人劳动强度大、生产成本高、工作效率低。二是通过数控机床加工,通过数控加工指令,利用数控机床进行加工,形成钻头的冠部形状和切削齿的定位,再通过手工修模等工序形成模具。这种加工方法并未实现完全意义上的数控加工,切削平面确立、过渡等过程仍需手工进行,同样存在人为误差,加工出的钻头底模模具精度低。另外,由于复合片其基体为硬质合金,聚晶层为单晶的金刚石微粉和粘接金属,是由两层不同的材料组成,因此,在加热时,由于两层的不同材料的热膨胀系数不同,于是在粘接金属和金刚石之间聚晶层与基体之间产生一定程度的应力,这种应力导致复合片在不高的温度时就容易破坏。为了避免复合片的破坏,目前来说复合片的焊接温度均小于750° 二、钻头失效原因及对策 聚晶金刚石复合片具有一些特殊的性能比如:(1)硬度极高。聚晶金刚石复合片是目前人造材料中最硬的,硬度大约为10000HV左右,甚至其硬度比硬质合金都要高很多;(2)耐磨性很高;(3)热稳定性好;在聚晶金刚石复合片钻头的工作环境中,井底环境较为复杂,另外钻进过程中会产生并累积大量的热量,热量累积过多的时候就会影响钻头使用。(4)抗冲击能力好。聚晶金刚石复合片抗冲击以及韧性、粘结强度是一个综合性能指标,很大程度上决定聚晶金刚石复合片钻头使用效果。 钻头失效一般有以下磨损。 1、平滑磨损 PDC切削齿的平滑磨损的特征是磨损面宏观上表现为较为平整,其金刚石层和WC基托均在切削过程中被磨损而形成磨损平面。在切削过程中,因为WC硬度要比金刚石低,所以WC基托会最早遭受磨损,一旦WC基托被磨损之后临近WC基托的金刚石就失去了有效支撑,容易形成唇边. 在唇边生成之后又在频繁的切削力作用下,唇边承受着拉应力,并导致拉应力裂纹出现并逐渐扩展,最终唇边断裂,唇边破裂之后会导致未破裂的金刚石层与岩石接触面积减少,承受应力更大,恶性循环之后又加速导致金刚石片的破裂,一旦金刚石片整个接触面均遭到破坏,就又会造成基托重新有效地接触岩石,平滑磨损过程是缓慢的,属

常用联轴器分类及性能介绍

常用联轴器分类及性能 介绍 SANY GROUP system office room 【SANYUA16H-

常用联轴器分类及性能介绍一、凸缘联轴器 凸缘联轴器(亦称法兰联轴器)是利用螺栓联接两凸缘式半联轴器,两个半联轴器分别用键与两轴联接,以实现两轴连接,传递转矩和运动。凸缘联轴器结构简单,制造方便,成本较低,工作可靠,维护均较方便,传递转矩较大,能保证两轴具有较高的对中精度,一般常用于载荷平稳,高速或传动精度较高的轴系传动。凸缘联轴器不具有径向、轴向和角向补偿的性能,使用时如果不能保证联接两轴对中精度,将会降低联轴器的使用寿命,传动精度和传动效率,并引起振动和噪声。 凸缘联轴器分为:YL型-基本型、YLD型-对中型 二、滑块联轴器 滑块联轴器与十字滑块廉政周期结构相似,不同之处在于中间十字滑块伟方形,利用中间滑块在其两侧联轴器端面的相应径向槽内滑动,以实现半联轴器联接。滑块联轴器躁声大,效率低,磨损快,一般尽量不选用,只有转速很低的场合使用。其型号为:WH型。 三、链条联轴器 链条联轴器利用公用的链条,同时与两个齿数相同的并列链轮啮合,不同结构形式的链条联轴器主要区别是采用不同的链条,常见的有双排滚子链联轴器,单排滚子链联轴器,齿形联轴器,尼龙链联轴器等。双排滚子链联轴器的性能优于其他结构形式的联轴器,他具有结构简单,装拆方便,拆卸时不用移动被联接的两轴,尺寸紧凑,质量轻,有一定补偿能力,对

安装精度要求不高,工作可靠,寿命较长,成本较低等优点。主要型号有:GL型(不带罩壳)、GLF(带罩壳)。 四、齿式联轴器 齿式联轴器是有齿数相同的内齿圈和带外齿的凸缘半联轴器等零件组成。 外齿分别为直齿和鼓形式两种,所谓鼓形齿即为将外齿制作成球面,球面中心在齿轮轴线上,齿侧间隙较一般齿轮大,鼓形齿联轴器可允许较大的角位移(相对直齿联轴器),可改善齿的接触条件,提高传递转矩的能力,延长使用寿命。 齿式联轴器在工作时,两轴产生相对角位移,内外齿的齿面周期性作轴向相对滑动,必然形成齿面磨损和功率消耗,因此,齿式联轴器需要良好的润滑和密封的状态。齿式联轴器的径向尺寸小,承载能力大,常用于低俗重载工况条件的轴系传动,高精度并经动平衡的齿式联轴器可用于高速传动。由于鼓形式联轴器角向补偿大于直齿联轴器,被广泛选用。鼓形齿式联轴器形式有: GICL型-宽型基本型,内齿圈较宽,能补偿较大的轴线偏移,适用于连接水平两同轴线轴系传动。 GIICL型-窄型基本型,齿间距小,允许相对径向位移小,结构紧凑,传动惯量小。 GICLZ型-宽型接中间轴型。 GIICLZ型-窄型接中间轴型。 GCLD型-接电机轴型,适用于与电机配套的场合。 WGP型-带制动盘型,适用于与盘式制动器配套的场合。

聚晶金刚石(PCD)刀具

PCD的定义,PCD是英文Polycrystalline diamond的简称,中文直译过来是聚晶金刚石的意思.它与单晶金刚石相对应. 摘自:中国机械资讯网 聚晶金刚石(PCD)刀具发展 1.概述 1.1 PCD刀具的发展 金刚石作为一种超硬刀具材料应用于切削加工已有数百年历史。在刀具发展历程中,从十九世纪末到二十世纪中期,刀具材料以高速钢为主要代表;1927年德国首先研制出硬质合金刀具材料并获得广泛应用;二十世纪五十年代,瑞典和美国分别合成出人造金刚石,切削刀具从此步入以超硬材料为代表的时期。二十世纪七十年代,人们利用高压合成技术合成了聚晶金刚石(PCD),解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题,使金刚石刀具的应用范围扩展到航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。 1.2 PCD刀具的性能特点 金刚石刀具具有硬度高、抗压强度高、导热性及耐磨性好等特性,可在高速切削中获得很高的加工精度和加工效率。金刚石刀具的上述特性是由金刚石晶体状态决定的。在金刚石晶体中,碳原子的四个价电子按四面体结构成键,每个碳原子与四个相邻原子形成共价键,进而组成金刚石结构,该结构的结合力和方向性很强,从而使金刚石具有极高硬度。由于聚晶金刚石(PCD)的结构是取向不一的细晶粒金刚石烧结体,虽然加入了结合剂,其硬度及耐磨性仍低于单晶金刚石。但由于PCD烧结体表现为各向同性,因此不易沿单一解理面裂开。PCD刀具材料的主要性能指标:①PCD的硬度可达8000HV,为硬质合金的80~120倍; ②PCD的导热系数为700W/mK,为硬质合金的1.5~9倍,甚至高于PCBN和铜,因此PCD刀具热量传递迅速;③PCD的摩擦系数一般仅为0.1~0.3(硬质合金的摩擦系数为0.4~1),因此PCD刀具可显著减小切削力;④PCD的热膨胀系数仅为0.9×10 -6~1.18×10 -6,仅相当于硬质合金的1/5,因此PCD刀具热变形小,加工精度高;⑤PCD刀具与有色金属和非金属材料间的亲和力很小,在加工过程中切屑不易粘结在刀尖上形成积屑瘤。 1.3 PCD刀具的应用 工业发达国家对PCD刀具的研究开展较早,其应用已比较成熟。自1953年在瑞典首次合成人造金刚石以来,对PCD刀具切削性能的研究获得了大量成果,PCD刀具的应用范围及使用量迅速扩大。目前,国际上著名的人造金刚石复合片生产商主要有英国De Beers公司、美国GE公司、日本住友电工株式会社等。据报道,1995年一季度仅日本的PCD刀具产量即达10.7万把。PCD刀具的应用范围已由初期的车削加工向钻削、铣削加工扩展。由日本一家组织进行的关于超硬刀具的调查表明:人们选用PCD刀具的主要考虑因素是基于PCD 刀具加工后的表面精度、尺寸精度及刀具寿命等优势。金刚石复合片合成技术也得到了较大发展,DeBeers公司已推出了直径74mm、层厚0.3mm的聚晶金刚石复合片。 国内PCD刀具市场随着刀具技术水平的发展也不断扩大。目前中国第一汽车集团已有一百多个PCD车刀使用点,许多人造板企业也采用PCD刀具进行木制品加工。PCD刀具的应用也进一步推动了对其设计与制造技术的研究。国内的清华大学、大连理工大学、华中理工大学、吉林工业大学、哈尔滨工业大学等均在积极开展这方面的研究。国内从事PCD刀具研发、生产的有上海舒伯哈特、郑州新亚、南京蓝帜、深圳润祥、成都工具研究所等几十家单位。目前,PCD刀具的加工范围已从传统的金属切削加工扩展到石材加工、木材加工、金属基复合材料、玻璃、工程陶瓷等材料的加工。通过对近年来PCD刀具应用的分析可见,PCD刀具主要应用于以下两方面:①难加工有色金属材料的加工:用普通刀具加工难加工

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