對(duì)新型粉末合金的工藝設(shè)計(jì)進(jìn)行試驗(yàn)分析和討論
作者:翔宇粉末冶金制品
發(fā)布時(shí)間:2020-10-26 13:34:53
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1、工藝設(shè)計(jì)
依據(jù)通過對(duì)合成理論的學(xué)習(xí)和長(zhǎng)期的合成生產(chǎn)實(shí)踐觀察印證,我們知道金剛石晶體生長(zhǎng)發(fā)育是沿著石墨和觸媒金屬的接觸點(diǎn)(面)并主要向石墨側(cè)生長(zhǎng)和發(fā)育的,只有少部分晶體沿觸媒方向生長(zhǎng),且相當(dāng)部分的觸媒金屬并未參與反應(yīng)。如果僅從催化理論的角度來說,觸媒材料的物理形狀與金剛石轉(zhuǎn)化反應(yīng)及晶體質(zhì)量的關(guān)系并不太大。由于考慮到石墨向金剛石轉(zhuǎn)化過程中,石墨和觸媒金屬的互溶互滲以及石墨必須易于溶解的原則,因此我們?cè)谶M(jìn)行選材和組裝形式設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)盡可能增大反應(yīng)腔體中石墨和觸媒金屬的接觸面積。增大反應(yīng)腔體中石墨和觸媒金屬的接觸面積,可以采用的方式及其特點(diǎn)如下:
擴(kuò)大合成反應(yīng)的腔體,此方式受限于設(shè)備(主要是壓機(jī))能力。
在不改變合成腔體前提下,增加組裝料,如采用薄觸媒片、碳片,長(zhǎng)方體塊等,經(jīng)業(yè)界幾年生產(chǎn)實(shí)踐,成效并不明顯,尤其是在高強(qiáng)料合成方面。
使用粉末合成材料,可以極大提高石墨和觸媒金屬的接觸面積,此方法正處于試驗(yàn)和試生產(chǎn)階段,將有可能是一種很有前途的方法。
本試驗(yàn)采用粉末材料合成36腔體人造金剛石,并對(duì)試驗(yàn)工藝進(jìn)行了分析。
2、試驗(yàn)情況
?。?)設(shè)備6X1500T鉸鏈?zhǔn)搅骓攭簷C(jī),缸徑440,微機(jī)控制。
?。?)合成材料a)粉末成型棒(GNi Fe:GC=28:72,GFe:GNi=70:30),密封包裝,北京有色金屬研究院等單位聯(lián)合研制。b)葉蠟石復(fù)合粉壓塊(白云石套管)及其相應(yīng)配件,北京門頭溝產(chǎn)。
?。?)復(fù)合塊焙燒工藝復(fù)合塊的焙燒采用低溫長(zhǎng)時(shí)間工藝。
?。?)合成工藝試驗(yàn)采用了延長(zhǎng)第一次暫停時(shí)間,慢升壓,動(dòng)態(tài)補(bǔ)壓和非恒功率加熱技術(shù)。合成工藝參數(shù),升溫升壓工藝。(注:加熱電流I以合成棒觀測(cè)為依據(jù),利用壓機(jī)加熱曲線進(jìn)行設(shè)定和調(diào)整,合成壓力則以液壓表的示值表示。)
(5)試驗(yàn)結(jié)果匯總2臺(tái)壓機(jī)兩個(gè)多月共合成有效塊(次)數(shù)2226,總產(chǎn)22171克。
簡(jiǎn)要說明:①金剛石單晶粒度高度集中,并呈現(xiàn)典型的雙峰值40/50(41.4)、50/60(37.7),高強(qiáng)料15kgf以上比例較高(45.3),I型料所占比例較低(8.5),單產(chǎn)較高(49.8ct/塊)。②晶體呈淡黃綠色,晶形以六面體居多。完整晶形比例高,所含氣泡裂紋、包裹體及雜質(zhì)少,透明度較高。
3、試驗(yàn)分析和討論
?。?)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析我們可以看出,粉末材料合成效果具有以下幾個(gè)突出特點(diǎn):a)金剛石單晶粒度相當(dāng)集中,40/4560/70粒度達(dá)到89.9,即使是40/4550/60也達(dá)到了79.
1(我廠片狀材料一般在5265左右)。粒度的集中,尤其是粗粒度的集中,保證了較高的單產(chǎn)。
b)金剛石單晶料的質(zhì)量構(gòu)成發(fā)生了很大變化,完整晶形比例高,高強(qiáng)料大幅增加,15kgf級(jí)以上的料,已經(jīng)占到了整個(gè)產(chǎn)量的45.3,10kgf級(jí)以上料更占到了產(chǎn)量的69.3(片狀一般在22-38),另一個(gè)方面,I型料顯著減少,只占到了產(chǎn)量的8.5(片狀一般占到時(shí)48-62)。
c)單產(chǎn)增加約12c,t增幅約28.
那么,與片狀材料合成相比,為什么粉末材料合成效果要理想得多呢業(yè)界專家方嘯虎等認(rèn)為,這主要是由于兩種材料合成
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