热压烧结锯片的制造.pptVIP

三、热压烧结锯片的制造 热压烧结是粉末冶金生产的一种特殊方式，由于加压、加温同时进行，促进了粉末之间的烧结及致密化，是一种活化的烧结方式。其特点是烧结温度低、升温速度快、保温时间短、产品质量好，尤其是对于保护金刚石有极大的优越性。因而在制造产品质量要求更高的φ350~φ2200mm大锯片时，获得了广泛的应用。热压法生产金刚石锯片的工艺流程如图5-17所示。其基本程序是混料、热压烧结、磨弧、焊接和开刃等。 (一)混配料工艺及装备 锯片的配混料是用一定容量的混料罐，在专用混料机上进行，混料罐的尺寸一般为φ130～150×215mm。根据物料的抛落原理，要求混料机转动速度要合适，当转速太低时，金刚石和金属粉末沿容器筒壁上升至自然坡度角，然后滚落、混料不够充分。当转速太高时，金刚石和混合料会紧靠容器壁与筒一起转动。混料既不够充分也不会均匀。只有选用适宜的转速才能够保证金刚石与混合粉的充分混合。 图5-18所示为球磨混料筒转动时．球体与粉末的几种情况。当球磨机的载荷不大和转速偏低时，球料只能发生滑动(图5-18a)，混合作用不明显；而在载荷较大和转速偏低时，发生滚动研磨(图5-18b)，球料随筒壁一起上升并沿倾斜表面滚落，有一定的混料作用。当转速提高到一定程度时．球料随筒壁一起上升到一定高度，然后落下(图5-18c)，在这种情况下，由于物料本身的抛落、搅拌，混合效果最佳。当转动速度升高到临界转速时．球料受离心力的作用， 一直紧贴在筒壁上不能跌落(图5-18d)，此时粉末得不到混合。 粉料的滚动和自由抛落是最有效的混合方式．圆筒的转速一般确定为：0.6～0.75n临界。 混料时间一般为24-48h，有时为了强化混料效果，还要加上一定数量的不锈钢球(φ8～φ10mm)，球与料的重量比为1：1。 混料一般采用三辊式棒磨机。 (二)热压烧结工艺 对于焊接式大锯片来说，实际上热压的只是锯片的刀头，刀头尺寸按JB 3297-83标准要求，锯片形状如图5-19所示。 热压模具采用高强石墨经机加工而成，要求石墨的常温抗压强度不低于29.4MPa(300kgf/cm2)，石墨的导热性好，其导热系数比一般非金属大100倍，比碳素钢大2倍，热压时整个模具传热均匀。石墨的线膨胀系数极小，在900~1000℃时仅为5.4×10-6，模具在经受高温后冷却而不断裂、可重复使用多次。金属结合剂的膨胀系数比石墨大，冷却后易于脱模，也不易损坏模具。此外，在热压温度下石墨会产生CO相CO2气体，有隔氧和保护粘结剂及金刚石的作用。锯片刀头组装及热压模具组合分别见图5-20和图5-21。 热压法的加热方式有两种，一种是电阻加热，一种是中频感应加热。 (1)电阻加热 其热压机如图5-22所示，电阻加热是利用石墨模具作为电阻元件，将低电压大电流通往石墨模具两端，在加热的同时加压，加热功率为 W＝I2R＝I2ρL/A 式中 I-为电流强度，A； ρ-为石墨模电阻率，Ωcm2； L-为石墨模具两端间距离，cm； 　　 　A-为石墨模横断面积，cm2。 当石墨的电阻率ρ比较高时较为有利，模具上、下压头的石墨强度要高，导热系数要低。 (三)焊接工艺及设备 金刚石锯片刀头与基体的焊接采用高频钎焊。钢基体与结合剂中的部分材料为磁性材料，钎焊处的加热是依靠感磁材料在感应圈的高频交变磁场中产生的感应电流的电阻热来实现的，在感应圈的交变磁场中导体所产生的感应电流强度由下式确定： A (5-9) 式中：B-最大磁感应强度，T; S-焊件受磁场作用的截面积，cm2; f-交变电流频率，Hz; ω-感应圈的匝数； Z-焊件的全部阻抗，Ω 由式(5-9)可见．导体内的感应电流与交变电流的频率成正比，即当电流的频率提高时，感应电流的强度增大，焊件的加热速度变快，但频率愈高，集肤效应愈显著!高频钎焊锯齿刀头的电流频率一般为200~700kHz。 锯齿高频焊接机一般选用天津高频设备厂生产的GP30和GP10型高频焊机、其附件包括焊接支架和感应圈。焊接支架的作用是调整不同规格锯片的位置，以便焊接操作；感应圈是加热和焊接的作业点。锯片刀头的高频焊接如图5-