聚晶金刚石的高压合成工艺研究毕业论文
高温高压法合成金刚石的原理
高温高压法合成金刚石的原理高温高压法合成金刚石的原理引言金刚石是目前已知最坚硬的物质之一，具有极高的热导率、优异的化学稳定性和光学性能。
其在工业领域有着广泛的应用，如切割、磨削、钻石冶炼等。
早在20世纪50年代，科学家们就通过高温高压法成功地合成了金刚石，并对金刚石的合成原理进行了深入研究。
本文将详细介绍高温高压法合成金刚石的原理及其过程。
一、高温高压法合成金刚石的基本原理高温高压法合成金刚石是通过将高纯度的石墨置于高温高压环境中，在一定压力和温度条件下，使其发生相变转化为金刚石结构体。
其基本原理可以归纳为以下两个方面：1. 高压作用原理在高压下，石墨的层状结构发生变化，碳原子排列发生重组，形成更加紧密的结构，其中碳原子两两成对。
同时，高压还有利于碳原子间的共价键形成，促使石墨向金刚石的结构转变。
高压作用使得原有的石墨层结构中的芳香六元环断裂，重新构建出新的碳原子构型，形成金刚石的晶粒。
2. 高温作用原理高温下，由于碳与金属元素（如钴、铁等）有较好的相容性，这些金属元素在纯碳体系中具有催化作用，可以促进石墨向金刚石的相变。
此外，高温还可以提高反应速率，并减小金刚石晶核形成的能垒。
因此，高温作用在金刚石的合成过程中起到了至关重要的作用。
二、高温高压法合成金刚石的过程高温高压法合成金刚石的过程可以分为以下几个步骤：1. 制备金刚石晶体的种子层首先，需要在高温高压容器内的金刚石粉末层上制备金刚石晶体的种子层。
金刚石粉末的颗粒与金刚石晶种产生化学反应，形成金刚石表面晶体的结构。
种子层是金刚石晶体生长的起始核心，为后续金刚石的形成提供了必要的条件。
2. 加入高纯度石墨粉在高温高压容器中加入高纯度石墨粉末，使其与种子层接触。
石墨粉末需要达到足够高纯度，以保证金刚石晶体的纯度。
3. 施加高温高压施加高温高压条件，使得石墨发生相变，转化为金刚石晶体。
一般来说，需要施加高压数GPa（1 GPa=1亿帕）和高温约1500-2000摄氏度的条件。
高压熔渗生长法制备金刚石聚晶中碳的转化机制研究
高压熔渗生长法制备金刚石聚晶中碳的转化机制研究∗胡强;马红安;贾晓鹏;李尚升;宿太超;胡美华;房超;张跃文;李刚;刘海强【期刊名称】《物理学报》【年(卷),期】2016(065)006【摘要】Recently, a variety of carbon materials can be turned into pure polycrystalline diamond directly without any additives under extreme high pressures and high temperatures (pressure above 13 GPa and temperature above 2000 ◦C). Polycrystalline diamond shows a broad application prospect because of its superior performance. However, it is difficult to realize the industrialization of pure polycrystalline diamond on current high pressure equipment due to the high synthetic conditions. The focus of our work is that the synthesis of pure polycrystalline diamond can be realized in the same synthesis range of single diamond produced from the solvent metal (pressure be low 6 GPa and temperature below 1500 ◦C). The carbon materials can precipitate from the solution in a form of diamond, and fill into the gaps between the diamond particles. According to some domestic scholars’ researches on polycrystalline diamond, the sol vent method can reduce the high temperature and high pressure conditions on which carbon may transform into diamond directly, and precipitate from the solution in the form of diamond into the gaps between diamond particles. Through a deep study of the approach, the low addition content, even pure polycrystalline diamond without gaps can be prepared. In thispaper we have prepared pure polycrystalline diamonds under relatively lower conditions (the pressure being below 6 GPa and the temperature below 1500 ◦C) by the method that the metal solution layer infiltrates into the gaps between the pure diamond particles and then the diamond particles will grow up. We also carry out a research on the mechanism of carbon transformation in the preparation of polycrystalline diamond. Compared with the traditional method of powder mixing technology, the melt infiltration and growth method is more advantageous to prepare high abrasive resistance and high density pure polycrystalline diamond. In order to prepare pure flawless polycrystalline diamonds without additives by China-type large volume cubic high-pressure apparatus (CHPA) (SPD-6 × 1200), we study thoroughly on the melt infiltration and growth method under high pressures; and this provides a theoretical guidance for pure polycrystalline diamond synthesis. In this paper, polycrystalline diamond is prepared by melt infiltration and growth method at pressures below 6 GPa and temperatures below 1500 ◦C. Mechanism research of carbon transformation is made under high pressure and high temperature (HPHT). Through the analyses of optical microscope, X-ray diffraction, and field emission scanning electron microscope measurements, graphitization occurs on the surface of diamond in the procedure of metal solution infiltrating, and then the generated graphite quickly change into diamond-like carbon under HPHT. Meanwhile, the morphology of diamond particles changes distinctly in the syntheses process. From the analysis of experimental phenomena, carbon may undergo three transformations inthe preparation: 1) graphite is generated due to the graphitization on the surfaceof diamond particles, which is caused by the metal solution infiltrating; 2) the generated graphite quickly fills into the gap with the form of diamond-like carbon during the sintering stage; 3) the diamond-like carbon is dissolved in a metal solution, and then precipitates between particles in the form of diamond. The mechanism research on carbon source transformation plays an important guiding role in the industrialization of no-additive, no-gap pure polycrystalline diamond preparation.%研究了不同载荷作用下Tb0.3Dy0.7Fe2合金在压磁和磁弹性效应中磁畴偏转的滞回特性.基于Stoner-Wolhfarth模型的能量极小原理，采用绘制自由能-磁畴偏转角度关系曲线的求解方法，研究了压磁和磁弹性效应中载荷作用下的磁畴角度偏转和磁化过程，计算分析了不同载荷作用下磁畴偏转的滞回特性.研究表明，压磁和磁弹性效应中磁畴偏转均存在明显的滞回、跃迁效应，其中磁化强度的滞回效应来源于磁畴偏转的角度跃迁；压磁效应中预加磁场的施加将增大磁化强度的滞回，同时使滞回曲线向大压应力方向偏移；磁弹性效应中磁畴偏转的滞回存在两个临界磁场强度，不同磁场强度下合金具有不同的磁畴偏转路径和磁化滞回曲线，临界磁场强度的大小取决于预压应力的施加.理论分析对类磁致伸缩材料磁畴偏转模型的完善和材料器件的设计应用非常有意义.【总页数】8页(P312-319)【作者】胡强;马红安;贾晓鹏;李尚升;宿太超;胡美华;房超;张跃文;李刚;刘海强【作者单位】吉林大学，超硬材料国家重点实验室，长春 130012; 河南理工大学材料科学与工程学院，焦作 454000;吉林大学，超硬材料国家重点实验室，长春130012;吉林大学，超硬材料国家重点实验室，长春 130012;河南理工大学材料科学与工程学院，焦作 454000;河南理工大学材料科学与工程学院，焦作 454000;河南理工大学材料科学与工程学院，焦作 454000;吉林大学，超硬材料国家重点实验室，长春 130012;吉林大学，超硬材料国家重点实验室，长春 130012;吉林大学，超硬材料国家重点实验室，长春 130012;吉林大学，超硬材料国家重点实验室，长春 130012【正文语种】中文【相关文献】1.金刚石-SiC、纳米结构金刚石-TiC、金刚石-金刚石直接成键型聚晶的制备与表征 [J], 王海阔;邵华丽;贺端威;陈永杰;张方方2.镀钛金刚石制备金刚石聚晶的研究 [J], 王连儒;王琰弟;马红安;贾洪声;陈会;贾晓鹏3.多晶立方氮化硼在高压熔渗法烧结过程中的晶界键合机理研究 [J], 刘银娟;贺端威4.金刚石生长的高压溶剂中碳的输运及其影响 [J], 丁立业5.D-D结合型金刚石聚晶的高压合成研究 [J], 洪时明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
人造金刚石的制备方法与超高压技术研究
人造金刚石的制备方法与超高压技术研究摘要：人造金刚石的制备是一项高度复杂和引人注目的科学技术领域。
随着科学技术不断进步，人造金刚石应用日益广泛，与此同时制备方法不断改进，如今超高压技术是我国制备人造金刚石的主要方法。
文章围绕天然金刚石的特点，按照静压法、动压法和低压法三种方法阐述人造金刚石制备技术，并从制备装置角度阐述人造金刚石的设计要点，旨在为人造金刚石技术发展优化提供更多参考。
关键词：人造金刚石；制备方法；超高压技术；高温高压；制备装置引言：金刚石作为一种具有卓越硬度、导热性和光学特性的材料，在工业、电子、医疗和科学研究等领域有广泛的应用。
然而，自然形成的金刚石非常稀有，开采困难，因此人造金刚石的制备一直是科学家和工程师们的重要研究领域之一。
超高压技术是制备人造金刚石的关键方法之一，通过模拟地下极端条件，将碳原子重新排列，形成金刚石晶体。
因此，本章研究人造金刚石的制备方法并阐述超高压技术，对推动人造金刚石发展有积极意义。
1人造金刚石的制备方法1.1高压法高压法是一种制备人造金刚石的可行方法，可以细化为两部分：其一是静压法，其二是动压法。
其中静压法适用于制备较大的金刚石晶体，而动压法适用于制备小型但高质量的金刚石晶体。
这两种方法都需要极高的压力和温度，以模拟地下地壳中自然形成天然金刚石的条件。
1.1.1静压法静压法是制备人造金刚石的一种传统方法，它通过在高压高温条件下将碳源压缩成金刚石晶体。
主要步骤如下：第一，将碳源（通常使用金属镁粉末）和种子金刚石晶体放置在高压装置中。
种子金刚石晶体通常是已有的金刚石小晶体，它们可以作为起始点来促使新的金刚石晶体生长。
第二，借助高压装置中产生的极高压力（通常在数兆帕到千兆帕之间）和高温度（通常在1500°C到2500°C之间）条件下，碳源被压缩成金刚石晶体的晶格结构。
第三，经过一定时间的高温高压操作，最终形成人造金刚石。
1.1.2动压法动压法是借助爆炸来产生极高的压力和温度，从而制备人造金刚石的方法。
人造金刚石的制备方法及其超高压技术
人造金刚石的制备方法及其超高压技术摘要：金刚石具有完整的晶型、强度高、良好的自锐性等特点，成为已知自然界硬度最高的物质。
同立方氮化硼、碳化钨、刚玉、石英等硬质材料相比，它的洛氏硬度、显微硬度、莫氏硬度都具第一位。
金刚石工具在磨削时，金刚石抵抗损坏的能力表示强度。
天然金刚石作为一种稀缺矿产资源，长期以来不能满足人们的生产需求，因此，将廉价的碳转化成金刚石的制备科学与超高压技术便成为广大科研工作者的研究热点。
基于此，本文主要对人造金刚石的制备方法及其超高压技术进行分析探讨。
关键词：人造金刚石；制备方法；超高压技术1、前言由于地心引力场的存在，导致地球内部处于高温高压状态，其最高压力约为３７０ＧＰａ。
地球内部的高温高压环境为矿物质的形成提供了条件，金刚石就是在高温高压环境下形成的。
一般认为天然金刚石是在地壳深部７０ｋｍ以下，在５～７ＧＰａ、１２００～１８００℃的自然条件下，由碳转变而成。
金刚石具有极其优良的力学、热学、光学、电学以及化学性能，广泛地应用在工业、科技、国防、医疗卫生等很多领域，需求量较大。
２、人造金刚石的制备方法２．１高压法２．１．１静压法静压法是指利用液压机产生压力，通过固态传压介质的变形产生腔体准静水压，通过电流加热产生腔体高温，从而进行金刚石人工制备的方法。
静压法可以随意调节保温和保压时间，可以根据需要控制晶体粒度、质量和晶形等，具有很强的操控性，是目前普遍使用的金刚石人工制备方法。
（１）工业金刚石的人工制备现今，大规模工业化生产工业金刚石最有效的方法是高温高压下的膜生长法。
在膜生长法中，作用在金属膜两侧的温度差可以忽略不计，金刚石的生长驱动力（过剩溶解度）与过剩压成正比，当石墨的浓度趋于过饱和状态时，金刚石成核生长。
在金刚石晶体外侧包有一层薄的金属膜，介于金属膜两侧的分别是石墨和金刚石。
在采用膜生长法、利用粉末触媒合成工业金刚石的过程中，关键技术主要有两方面：一是组装与合成工艺的合理匹配，二是原材料的合理选择。
毕业论文毕业设计聚晶金刚石合成工艺
摘要本文在高温高压条件下，以粒度为5μm的金刚石微粉为原材料，采用液相烧结法制备了聚晶金刚石拉丝模坯，分别研究了烧结温度和烧结时间对其微观结构以及力学性能的影响，最后探讨了PCD拉丝模坯材料的烧结过程和机理。
结果表明：聚晶金刚石拉丝模坯的力学性能（磨耗比、维氏硬度）均随着烧结时间的增大先增加后降低，在烧结时间为180s时达到最大，烧结时间过短，其微观组织孔隙较大，烧结时间过长，金刚石石墨化严重；而在以烧结温度为变量的对比实验中发现，聚晶金刚石拉丝模坯的力学性能随着烧结温度的增加先变大后减小，在烧结温度为1550℃时达到最大，烧结温度过低，金刚石晶粒棱角分明，晶粒间隙较大，而烧结温度过高，晶粒发生异常生长。
所以，在压力为5.7GPa，温度为1550℃，烧结时间180s的条件下进行液相烧结得到的聚晶金刚石的力学性能最佳。
关键词：高温高压；聚晶金刚石；微结构；力学性能ABSTRACTIn this paper, the polycrystalline diamond was sintered under high temperature and high pressure with the diamond powders (5um) using liquid sintering method, and the effects of the sintering temperature and sintering time to the microstructure and the properties of the polycrystalline diamond were studied. The results showed that the mechanical properties (abrasion ratio, Vickers hardness) of polycrystalline diamond wire drawing die materials increased with the increasing of sintering time and sintering temperature firstly, and then decreases, and the mechanical properties (abrasion ratio, Vickers hardness) reached its maximum when the sintering time was 180s and 1550℃respectively, and the pores were more larger when the sintering time is too short, and the diamond graphitization more serious when the sintering time is too long；The grain angular and the grains gap was large when the sintering temperature was too low, while abnormal grain growth could be occurred when the sintering temperature was too high, Therefore, the polycrystalline diamonds with the most outstanding performance were sintered under the conditions of sintering time 180s, the pressure 5.7GPa, the temperature 1550℃. Keywords：High pressure and high temperature; Polycrystalline diamond; Microstructures; Mechanical properties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。
高温高压法制备金刚石
高温高压法制备金刚石高温高压法制备金刚石金刚石是一种非常珍贵的宝石和工业原料，其硬度和热传导性使其在很多领域具有广泛的应用，例如制作切割工具和磨料，以及在电子和光学行业用于制造高性能材料。
在过去，黄金曾被视为最坚硬的物质，但是金刚石的出现彻底改变了这一观念。
金刚石与黄金相比具有更高的硬度、更好的导热性和更高的化学稳定性，因此成为最理想的切削和研磨材料。
金刚石的制备方法有很多种，其中最常用的一种是高温高压法。
高温高压法是一种通过在金刚石的稳定存在区域内施加高温和高压来合成金刚石的过程。
此法的原理基于金刚石在高温高压条件下可以稳定存在的事实，通过模拟地下地壳的条件来合成金刚石。
高温高压法的实验设置通常包括一个高压装置和一个加热装置。
高压装置由一个硬、密封的压力容器和一个活塞组成。
活塞通常由金属制成，具有足够的强度来承受高压的作用。
压力容器的内部充满了金刚石合成需要的原料，包括碳源和金属催化剂。
在实验开始时，原料被放置在压力容器中。
随后，压力容器被拉伸，以提供所需的压力。
然后，温度被提高到合成金刚石所需的温度。
一旦达到所需的温度和压力，催化剂会引发化学反应，使碳源分解并形成碳原子。
这些碳原子在高温高压条件下重新排列，并以六方晶体结构形式形成金刚石。
此过程通常需要一段时间，取决于所需的合成金刚石的大小和质量。
高温高压法制备金刚石的优势在于可控性和可扩展性。
通过调节温度和压力，可以获得不同大小和质量的金刚石晶体。
此外，高温高压法还可以在较短的时间内批量生产金刚石晶体，从而满足工业生产的需求。
然而，高温高压法也存在一些挑战。
首先，实验所需的高温高压条件需要强大的设备和能源，这增加了制备金刚石的成本。
其次，在实验过程中，金刚石的合成速度相对较慢，这限制了金刚石的批量生产。
此外，高温高压法制备的金刚石晶体往往具有不规则的形状和不完美的结构，这严重影响了其质量和应用。
因此，研究人员正在努力改进高温高压法，以获得更高质量和更大尺寸的金刚石晶体。
一种聚晶金刚石超硬材料及其制备方法与流程
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高温高压合成金刚石的工艺
高温高压合成金刚石的工艺高温高压合成金刚石的工艺引言：金刚石是一种非常重要且广泛应用的超硬材料，具有出色的物理和化学性质。
高温高压合成金刚石工艺是目前制备金刚石的主要方法之一。
本文将介绍高温高压合成金刚石的基本原理、工艺流程以及对其进行的改进。
一、高温高压合成金刚石的基本原理高温高压合成金刚石是利用静压装置和高温炉对碳源和金属催化剂进行加热和压制，通过超高压和高温下，使碳与金属反应从而形成金刚石。
该过程主要依靠碳源的高温高压下的热学和动力学条件以及金属催化剂的催化作用。
二、高温高压合成金刚石的工艺流程1. 材料准备：准备金刚石合成所需的原料，主要包括碳源（例如石墨）、金属催化剂（如铁、钴）以及溶剂（如钴、霓虹气体）等。
2. 压制装备搭建：搭建静压装置，将所需材料置于高压容器中，并将容器密封。
3. 进行高温高压处理：通过扩散法和液相法制备金刚石，利用高温高压，将碳和金属催化剂反应生成金刚石。
4. 降温和压力释放：待金刚石合成完成后，将高温高压装置自然冷却，降温至室温，并释放容器内部压力。
5. 金刚石材料处理与加工：取出合成的金刚石材料，进行后续的形状修整、切割、抛光等处理。
三、高温高压合成金刚石的工艺改进1. 压制条件优化：通过改变压力、温度、时间等参数，优化合成金刚石的质量和产率。
2. 添加助熔剂：在高温高压过程中，添加助熔剂可以降低石墨结构中的晶界能量，从而促进金刚石的形成。
3. 催化剂设计：改进金属催化剂的种类和组成，提高合成金刚石的效率和质量。
4. 新型杂质控制：通过控制合成过程中的杂质含量和分布，减少合成金刚石中的缺陷和不纯物质。
5. 辅助技术应用：引入电磁场、超声波等辅助技术，提高金刚石合成的效果和速度。
四、高温高压合成金刚石的应用1. 工具领域：高速切削工具、磨料、磨具等。
2. 光学领域：窗口材料、透镜、激光器元件等。
3. 电子领域：半导体材料、电子器件、芯片加工等。
4. 超硬材料领域：用于加工高硬度材料的切削工具、磨料工具等。
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聚晶金刚石的高压合成工艺研究毕业论文目录1 绪论·11.1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·182.1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·243.1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·421 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。
图1 拉丝模工作简图1.2拉丝模分类及发展状况经历了几十年的发展，已出现很多新型拉丝模材质。
按照制造拉丝模材料的不同，拉丝模可分为：合金钢模、硬质合金模、天然金刚石模、人造金刚石聚晶模、CVD金刚石模和陶瓷模等[3]。
近年来新型材料的开发极大地丰富了拉丝模的应用围并提高了拉丝模的使用寿命。
(1) 合金钢模合金钢模是早期的拉丝模制造材料。
用来制造合金钢模的材料主要是碳素工具钢和合金工具钢。
但是由于合金钢模的硬度和耐磨性差、寿命短，不能适应现代生产的需要，所以合金钢模很快被淘汰，在目前的生产加工中已几乎看不到合金钢模。
(2) 硬质合金模硬质合金模由硬质合金制成，硬质合金属于钨钴类合金，其主要成分是碳化钨和钴。
碳化钨是合金的“骨架”，主要起坚硬耐磨作用，钴是粘结金属，是合金韧性的来源。
因此硬质合金模与合金钢模相比具有以下特性：耐磨性高、抛光性好、粘附性小、摩擦系数小、能量消耗低、抗蚀性能高，这些特性使得硬质合金拉丝模具有广泛的加工适应性，成为当今应用最多的拉丝模具[4]。
(3) 天然金刚石模天然金刚石是碳的同素异性体，用它制作的模具具有硬度高、耐磨性好等特点。
但天然金刚石的脆性较大，较难加工，一般用于制造直径1.2 毫米以下的拉丝模。
此外，天然金刚石价格昂贵，货源紧缺，因此天然金刚石模并不是人们最终所寻求的即经济又实用的拉丝工具。
(4) 人造聚晶金刚石模聚晶金刚石（Polycrystalline Diamond，简称PCD）是用经过认真挑选的质量优良的人造金刚石单微粉加上少量硅、钛等结合剂，在高温高压的条件下聚合而成（见图2）。
聚晶金刚石的硬度很高，并有很好的耐磨性，与其它材料相比它具有自己独特的优点：由于天然金刚石的各向异性，在拉丝过程中，当整个孔的周围都处在工作状态下时，天然金刚石在孔的某一位置将发生择优磨损；而聚晶金刚石属于多晶体、具有各向同性的特点，从而避免了模孔磨损不均匀和模孔不圆的现象发生。
与硬质合金相比，聚晶金刚石的抗拉强度仅为常用硬质合金的70%，但比硬质合金硬250% ，这样使得聚晶金刚石模比硬质合金模有更多的优点。
用聚晶金刚石制成的拉丝模耐磨性能好，孔磨损均匀，抗冲击能力强，拉丝效率高，而且价格比天然金刚石便宜许多。
因此目前聚晶金刚石模在拉丝行业中应用广泛[5]。
(5) CVD(化学气相沉积法)金刚石模涂层拉丝模是新近发展起来的一项新技术，其主要方法就是在硬质合金拉丝模上涂层金刚石薄膜。
金刚石薄膜是纯金刚石多晶体，它既具有单晶金刚石的光洁度、耐温性，又具有聚晶金刚石的耐磨性和价格低廉等优点，在代替稀有的天然金刚石制备拉丝模工具方面取得很好的效果，它的广泛使用将为拉丝模行业带来新的活力。
(6) 陶瓷模高性能的陶瓷材料具有硬度高、耐磨性好、化学稳定性强、高温力学性能优良和不易与金属发生粘结等特点，可广泛应用于难加工材料的加工。
近三十年来，由于在陶瓷材料制造工艺中实现了对原料纯度和晶粒尺寸的有效控制，开发了各种碳化物、氮化物、硼化物、氧化物、晶须或少量金属的添加技术。
以及采用多种增韧补强机制等，使陶瓷材料的强度、韧性、抗冲击性能都有了较大提高。
各种拉丝模的材质各有特点。
其中，天然金刚石拉丝模的价格最为昂贵，加工也极其困难，同时因为天然金刚石的各向异性，在径向围硬度差别很大，容易在某一方向上产生剧烈磨损，所以天然金刚石模只适用于加工直径很小的丝材。
硬质合金模硬度较低，用硬质合金模拉拔的线材质量较高，表面粗糙度低，但硬质合金模的耐磨性较差，模具的使用寿命短。
聚晶金刚石模的硬度仅次于天然金刚石，因其具有各向同性的特点，不会产生单一径向磨损加剧的现象，但其价格十分昂贵，加工困难，制造成本很高。
CVD 涂层拉丝模因具有金刚石的性能而具有良好的耐磨性，拉拔线材的表面粗糙度较低，但是CVD 涂层拉丝模的制作工艺复杂，加工困难，成本较高，当涂层磨耗后模具将迅速磨损，不仅难以保证加工质量，而且不能重复使用，只能报废。
陶瓷材料具有比硬质合金高的硬度和耐磨性，制作成本低廉，是介于金刚石与硬质合金之间的制作拉丝模的优良材料。
但由于陶瓷材料的韧性差、热冲击性差且加工困难，至今尚未获得大围应用。
各种拉丝模材料的优缺点对比见表1。
表1 各种拉丝模坯材料的优缺点对比拉丝模材质优点缺点应用围合金钢模制作简便耐磨性差、寿命短基本淘汰天然金刚石硬度高、耐磨性能好脆性大、加工困难直径1.2mm以下的线模硬质合金抛光性好、能量消耗低耐磨性差、加工困难各种直径线材人造聚晶金刚石硬度高、耐磨性好加工困难、成本高小型线材、丝材CVD涂层材料光洁度高、耐温性好工艺复杂、加工困难小型线材、丝材陶瓷材料耐磨、耐高温、耐腐蚀性好热冲击韧性差、加工困难没有大围应用图2 人造聚晶金刚石拉丝模1.3拉丝模的孔型结构拉丝模一般分为入口区，润滑区，压缩区，定径区，安全角，出口区六部分。
图3. 拉丝模具孔型图（1）入口区入口区的作用是把金属线材引入模孔和储存乳化剂，其角度通常为40°左右，这个区域不需要很高的表面光洁度。
对于拉伸如铜、铝等一类的软线建议入口区的角度适当大一点，而对于拉伸钨、钼材料的硬线入口区的角度应小于70°为宜。
（2）润滑区润滑去是引导金属线材进入压缩区部分的区域，其角度通常为30°左右，对于润滑去来说应该使润滑剂得到充分的满足，这个区域也不需要特别好的光洁度。
(3) 压缩区压缩区是模孔最重要的部分，金属线材就是在这里产生压缩进行塑性变形，使线材直径由粗变细。
我们知道，组成任何物质的细小颗粒如原子、分子、离子、电子之间都具有一定的吸引力的推斥力，并处于力的相对平衡状态中的晶格结点就是物质微粒所处的平衡位置，由于机械力作用如拉伸、挤压、弯、扭等或其它物理化学因素的外力作用也可能使金属微粒的位置逐渐发生变化而产生的位能，能的表现形式之一可以是力，这种在金属部由于受到外界诸因素的作用而产生的力叫做金属的应力。
当线材被拉出模孔后其所受的应力必须小于线材的变形抗力，否则，线材将被继续拉细，甚至断丝。
(4) 定径区定径区是模具孔径尺寸的控制部分，金属线材通过这一区域可得到最终尺寸。
合理的定径区长度可以改善平直径、尺寸精度、表面粗糙度质量和模具寿命，定径区长度的增加导致棒材中间以及表面的残余应力减少，当定径区长度为零时，棒材表面残余应力减少，并在其以下的区域产生最大的残余应力，挡定径区长度增大时残余应力减少。
同时定径区也需要一个较好的表面光洁度。
(5) 安全角定径区与出口区之间的交角部分叫安全角。
线材在由定径区走向出口区时，由于金属弹性变形的恢复使交角部分集中应力而造成损坏，或者划伤线材表面。
在制模的过程中将这一交角加工成R连接，使该区域在正常拉丝情况下是和金属不接触的，从而避免了上述事故。
安全角通常制成10°，该部分的表面光洁度没有特别要求。
对于孔径越大、材料硬时安全角的作用也就越明显。
表2 .聚晶金刚石拉丝模的模孔尺寸及角度(6) 出口区设置出口区是为了保证压缩区在模芯厚度的中心部分，使模芯具有最好的抗涨强度。
出口区的角度通常制成70°左右，也不需要特别的抛光。
但在加工时要严格注意与模芯的同心度[6]。
1.4拉丝模的破坏及磨损研究拉丝模的摩擦磨损情况十分复杂，一般分为拉丝模破坏和磨损两大类。
工作条件（线材材料、拉丝模材质、润滑剂等）的不同，使得拉丝模的磨损和破坏都有其独特的过程。
拉丝模的磨损与破坏之间的相互关系，在本质上是相互关联的。
拉丝模部的情况可能非常微妙，一些因素可能会同时起作用，它们的叠加作用非常复杂，不易理解。
可能一个因素的作用会掩盖其他因素的作用，上述几种破坏和磨损的形式可能经常交织在一起，为分析拉丝模的破坏与磨损机理增加了难度。
但总的来说，各种材质拉丝模的耐磨性由高到低的排序是：金刚石拉丝模（没有考虑天然金刚石各向异性的问题）——陶瓷拉丝模——硬质合金拉丝模——合金钢拉丝模。