鉆頭燒結(jié)工藝普遍采用冷壓浸漬法

2019-12-27 09:50:11

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俄羅斯鉆頭燒結(jié)工藝普遍采用冷壓浸漬法,，很 少使用熱壓燒結(jié)法,。在此工藝條件下生產(chǎn)的鉆頭， 用于可鉆性 8 ～ 9 級巖石中鉆頭進(jìn)尺可達(dá) 100 m 以 上,。冷壓浸漬法最主要的特點(diǎn)是使用鋼制壓模( 我 國熱壓法采用石墨壓模) ,，因此壓力可達(dá) 70 MPa 以 上，甚至可達(dá) 100 MPa,。胎體冷壓成型,，然后用銅鎳 合金等浸漬制成鉆頭。這個壓力比我國熱壓燒結(jié)法 使用的壓力大得多,，有利于胎體耐磨性的提高和鉆 頭進(jìn)尺的改善,，參見圖 6。

鉆頭結(jié)構(gòu)形狀通過鋼制壓模實(shí)現(xiàn),。壓制用壓力 機(jī)進(jìn)行,。浸漬金屬可以在真空爐中進(jìn)行，也可在有 保護(hù)氣氛的燒結(jié)爐中進(jìn)行,。燒結(jié)爐用氫氮混合氣體 進(jìn)行,，也可用氬氣進(jìn)行，用以防止金剛石的碳化和金

鉆頭裝舟系指先把石墨盒底部撒一層鋁氧粉,， 將鉆頭胎體朝下,，套住石墨心放下，將鉆頭外圍空余 部分填滿鋁氧粉,，然后在鉆頭鋼體內(nèi)石墨心上部放 入按照胎體骨架中孔隙體積計算得出數(shù)量的粘結(jié)金 屬,。鉆頭裝舟后送入燒結(jié)浸漬爐,。

燒結(jié)浸漬工藝包括升溫速度、最終燒結(jié)溫度,、保 溫時間和冷卻速度等。浸漬系指將壓制成型的鉆頭 埋在鋁氧粉中浸漬,。浸漬溫度根據(jù)浸漬合金確定 ( 見表 2) ,。浸漬時，鉆頭胎體緩慢升溫,，在低溫帶塑 化劑揮發(fā),，在高溫帶浸漬合金熔化，直到完全熔化為 止,，保溫 20 min,，然后冷卻到 750 ℃ 左右保溫并緩 冷。

冷壓浸漬鉆頭的最大特點(diǎn)是鉆頭冷壓成型,，壓 力可達(dá) 70 ～ 100 MPa,，因而鉆頭性能大為提高，鉆頭 進(jìn)尺超過百米,，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益明顯改善,。我國目前 熱壓燒結(jié)實(shí)際壓力僅為 5 ～ 6 MPa，鉆頭進(jìn)尺偏低,， 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不夠理想,，可以認(rèn)為這是冷壓浸漬鉆 頭的一個強(qiáng)項(xiàng)［13 － 16］。

微波能燒結(jié)鉆頭有優(yōu)點(diǎn)

微波能技術(shù)已有很大發(fā)展,，在許多行業(yè)得到了 廣泛使用,，取得了很大的社會效益和巨大的經(jīng)濟(jì)效 益。微波通常是指頻率從 3 × 108 Hz 到 3 × 1011 Hz

的電磁波,。小于 3 × 108 Hz 的通常稱為電磁波,，包 括長波、中波和超短波,。高于 3 × 1011 Hz 的屬于紅 外線,。微波頻率很高，波長很短,，故稱微波 ( micro- wave) 

微波加熱設(shè)備主要由微波發(fā)生器,、波導(dǎo)、微波能 應(yīng)用器,、物料輸送系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等組成( 見圖 9) ,。

微波發(fā)生器是微波加熱設(shè)備的關(guān)鍵部分，其主 要作用是產(chǎn)生設(shè)備需要的微波能量,，以便將此能量 傳輸?shù)轿⒉☉?yīng)用器中,，并在其中對物料不同目的進(jìn) 行加工處理,。

微波能應(yīng)用器是實(shí)現(xiàn)物料與微波場相互作用的

空間，微波能量在此轉(zhuǎn)化為熱能對物料進(jìn)行各種加 工處理,。

波導(dǎo)是一種特定尺寸的矩形或圓形斷面的微波 傳輸線,，保證把微波發(fā)生器產(chǎn)生的能量饋送到微波 能應(yīng)用器中。

控制系統(tǒng)是用來調(diào)節(jié)微波加熱設(shè)備各種運(yùn)行參 數(shù)的裝置,，以保證設(shè)備的輸出功率,、輸送速度、冷卻 或排潮機(jī)構(gòu)根據(jù)規(guī)定的最佳工藝規(guī)范,，方便靈活地 進(jìn)行調(diào)整控制,。

氣體分子無論部分電離還是完全電離，其中的 正電荷總量和負(fù)電荷總量總是相等的,，故稱等離子 體,。Ｒ． A． Dugdale 提出等離子體可以用于材料燒 結(jié)之后，C． E． G． Bonnett 對微波等離子體燒結(jié)氧 化鋁等進(jìn)行了研究,，并對微波等離子體燒結(jié)與傳統(tǒng) 燒結(jié)方法進(jìn)行了對比,。

對微波等離子體燒結(jié)氧化鋁與傳統(tǒng)方法燒結(jié)氧 化鋁進(jìn)行對比表明，等離子體燒結(jié)氧化鋁比傳統(tǒng)方 法燒結(jié)氧化鋁的燒結(jié)速度快得多,，例如,，1500 ℃ 燒 結(jié) 20 min 時，傳統(tǒng)方法燒結(jié)氧化鋁的相對 密度為 70% 左右,，而等離子體燒結(jié)氧化鋁的相對密度接近90% ( 見圖 11) ,。在如此高的相對密度條件下，等離 子體燒結(jié)氧化鋁樣品能夠保持很高的抗拉( 張) 強(qiáng) 度,，而傳統(tǒng)方法的抗拉強(qiáng)度明顯下降( 見圖 12) ,。