金刚砂由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好,除作金刚砂磨料用外,还有很多其他用途,例如:以特殊工艺把金刚砂粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁,可提高其耐磨性而延长使用寿命1~2倍;用以制成的高级耐火材料,耐热震、体积小、重量轻而强度高,节能效果好。低品级金刚砂(含SiC约85%)是极好的脱氧剂,用它可加快炼钢速度,并便于控制化学成分,提高钢的质量。此外,金刚砂还大量用于制作电热元件硅碳棒。金刚砂是应用最广泛和最经济的一种产品:金刚砂(SiC)是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成。金刚砂在大自然也存在罕见的矿物,莫桑石。 金刚砂又称碳硅石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中,金刚砂为应用最广泛、最经济的一种。可以称为金钢砂或耐火砂。 金刚砂是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色金刚砂时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成。目前我国工业生产的金刚砂分为黑色金刚砂和绿色金刚砂两种,均为六方晶体,比重为3.20~3.25,显微硬度为2840~3320kg/mm2。
金刚砂适用于各种高端产品,工艺或者五金等产品表面美化处理,喷砂后表面洁白无任何杂质,便于清洗。细号金刚砂可用作抛光研磨之首。也可用做各种产品添加剂。金刚砂的颜色是呈白色状态,其结构简单,柔韧度比金刚砂要软,可靠性高,应用范围也非常广泛。金属切削过程中,造成刀具磨损的主要原因是刀具和工件之间的接触和摩擦以及刀刃附近高温高压的极端恶劣的条件。切削区域任何一个单元接触条件的改变都会影响刀具的磨损,这些条件主要包括刀具材料、刀具涂层以及刀具几何规格,其他条件还有工件材料及其物理性能,金刚砂刀具参数和合适的切削条件,冷却润滑条件,切削过程中机床振动较大或刀跳较严重时导致刀具出现波动的过载等。由于在不同切削条件下切削不同的材料时,金刚砂刀具的磨损机理有所不同:在低速切削时,往往以金刚砂磨料磨损为主;高速切削时,随着切削速度提高,切削温度增加,粘结磨损和化学磨损越来越突出。本文主要针对Ti(C,N)陶瓷涂层硬质合金刀切削Cr12模具钢时的刀具磨损失效进行分析研究。
金刚砂扩散磨损切削钢件时,切削温度常达800~1000℃,甚至更高,扩散磨损成为硬质合金刀具的主要磨损原因之一,自800℃开始,硬质合金中的Co、C、W等元素会扩散到切屑中去而被带走;而切屑中的Fe会向硬质合金中扩散,形成新的低硬度、高脆性的复合碳化物。由于Co的扩散,WC、TiC等碳化物会因粘结剂Co的减少而降低其与基体的粘结强度,这会加速刀具磨损。同时,由于温度上升到一定程度就发生粘结,因此,扩散磨损和粘结磨损往往同时发生。在观察刀具表面磨损形貌的过程中,我们发现刀具的后刀面上或多或少都存在一些圆形的小颗粒。为了探究这些小球的成分,使用EDS能谱仪对部分进行能谱分析。发现这些小球主要由金属Fe和O组成,推测为铁元素的氧化物。金刚砂小球的形状非常圆整,不可能是切削中产生的切屑。根据金属结晶学理论,要形成如此圆整的球状物,最有可能的途径就是通过液-固转变来实现,因为液态物质为了具有最小的表面能,有自动收缩成球状的趋势。而在高速切削中,温度很高,虽然沟槽磨损区的切削温度理论上没有刀尖及前刀面处的高,但沟槽区域的氧化及扩散现象剧烈,尤其是切屑从此高速流过,造成了刀具沟槽磨损区与切屑的锋利边缘接触产生强烈的摩擦,在沟槽磨损区与接触的微区局部温度很高,达到了使切屑上某些微区融化的温度,于是就形成了很多小球。
金刚砂是人造金刚砂磨料的一种,含量98%以上为三氧化二铝(Al2O3),并含有少量氧化铁、氧化硅等成分,所以呈白色。下面小编带您在靠近金刚砂一点点。为减金刚砂小刀具磨损,可对切削参数进行优化,在保证产品质量和加工效率的情况下选择切削力小的切削参数进行切削加工;还可优化涂层材料的成分,提高涂层材料的切削加工性,采用先进的多元、多层、梯度涂层体系,通过增加中间过渡层来改善涂层与基体的附着性,并在金刚砂涂层时对刀具基体进行适当的预处理。金刚砂的产品粒度可按用户要求对粒度进行不同加工。通用粒度号F4~F220,其化学成份视粒度大小而不同。突出的特点是晶体尺寸小,耐冲击,如果用自磨机加工破碎,颗粒多为球状颗粒,表面干洁,易于结合剂结合。
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