提純處理后的金剛石中含有各種晶體形態(tài)的顆粒,如完整晶體、非完整單晶體、連聚晶以及無(wú)定形晶體等。就質(zhì)量而言,依次遞減, 完整晶體最好, 連聚晶最差。
人造金剛石的晶體形狀主要取決于合成材料、組裝工藝及合成工藝等諸多因素。若混合料中連聚晶比例較大時(shí)會(huì)給選型工作帶來(lái)一定的困難。由于有些連聚晶的磨擦系數(shù)和部分等積形晶體的磨擦系數(shù)很相近, 在選型時(shí)很難將兩者區(qū)分開(kāi)。使得在生產(chǎn)中分選出這樣一部分金剛石料其質(zhì)量介于高品級(jí)和低品級(jí)之間, 作為高品級(jí)質(zhì)量不穩(wěn)定, 若作為低品級(jí)經(jīng)濟(jì)效益會(huì)受到很大影響。為此生產(chǎn)中對(duì)這類金剛石料進(jìn)行整形處理,將連聚晶分離, 再對(duì)其進(jìn)行渾圓化處理, 將連聚晶比例控制在最低點(diǎn), 提高等積形晶體的百分比, 保證金剛石質(zhì)量的穩(wěn)定性, 創(chuàng)造較好的經(jīng)濟(jì)效益。
一、連聚晶體的整形處理
人造金剛石的所謂整形處理,是指用球磨法或棒磨法,將有很多微小晶體聚合在一起的連聚晶及不規(guī)則形狀顆粒進(jìn)行破碎,使之成為單晶體或接近等積形顆粒的處理過(guò)程。
人造金剛石的連聚晶有多種形態(tài),連體雙晶、連生雙晶、多晶等。除連體雙晶外, 其它連聚晶一般在給予一定外力后能夠分離為單晶。整形的主要目的是解決連聚晶的分離, 同時(shí)對(duì)部分不規(guī)則的晶體進(jìn)行修整。
對(duì)人造金剛石連聚晶進(jìn)行分離整形,主要是根據(jù)球磨機(jī)對(duì)晶體的磨剝作用。球磨機(jī)在工作時(shí)一般有兩種狀態(tài):高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)為拋落式工作,對(duì)晶體起破碎作用。低速工作時(shí)為瀉落式工作,對(duì)晶體起磨削作用。我們就是根據(jù)瀉落式工作原理對(duì)金剛石的連聚晶進(jìn)行整形分離的。另外,合理裝球、球料比、球磨時(shí)間等參數(shù)對(duì)金剛石的整形效果都有一定的影響, 所以要針對(duì)金剛石的特點(diǎn)選擇適當(dāng)?shù)墓に噮?shù)。
1、球磨筒
球磨機(jī)的工作方式主要取決于筒體的轉(zhuǎn)動(dòng)。一般為三輥四筒式球磨機(jī)。根據(jù)原料多少,選擇一定容積的球磨罐及鋼球的配比,裝入罐中,磨合適的時(shí)間后,取出待篩分。
2、球料比
球料比對(duì)連聚晶的分離、晶形的修整起著重大的作用。球量過(guò)大會(huì)造成金剛石的過(guò)度破碎,球量偏小又達(dá)不到分離連聚晶的目的。球徑的選擇主要是根據(jù)球磨物質(zhì)的材質(zhì)和粒度來(lái)選擇。
3、球配比及球磨時(shí)間
球的配比和球磨時(shí)間是整形的關(guān)鍵。大球不足使得連聚晶分不開(kāi), 配入一定量的大球時(shí),連聚晶明顯減少,但片狀晶體增加,渾圓化程度差。為此采用了先分離后整形的二次整形方法。各類球的配比為二種組合,分離作用時(shí)用大中小球按比例在三輥四筒球磨機(jī)上球磨足夠時(shí)間, 隨之將大球取出, 再配入起修整作用的中小球,再球磨設(shè)定時(shí)間。這樣即達(dá)到了分離作用, 又不使金剛石過(guò)分破碎, 渾圓化程度高。
由于金剛石整形的粒徑不同, 因此球的配比也要相應(yīng)地變化。通常整形料的粒度以目為界, 大于目的金剛石整形時(shí)大球比例相對(duì)多些, 小于目的金剛石整形時(shí)相應(yīng)地減少大球的比例。一般調(diào)整幅度為。連聚晶的含量也是球配比的參考因素。如果連聚晶的含量高, 可以適當(dāng)?shù)脑黾哟笄虻谋壤? 反之則降低大球的比例??傊谶x擇球配比時(shí)主要是根據(jù)所需整形原料的連聚晶的含量和粒度而定, 這樣才能得到較好的整形效果。
球磨時(shí)間需經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)找到最理想的時(shí)間。時(shí)間過(guò)長(zhǎng)金剛石會(huì)過(guò)度磨損, 時(shí)間不足又達(dá)不到分離整形的效果。
二、不規(guī)則顆粒的渾圓處理
金剛石后處理工序中加強(qiáng)了對(duì)顆粒的整形處理,如鈍化處理、渾圓處理等,可以提高產(chǎn)品質(zhì)量,增加品種。比如采用氣流磨對(duì)無(wú)定形的金剛石晶體進(jìn)行渾圓化處理,是借助壓縮空氣,通過(guò)一個(gè)噴嘴,沿切線方向?qū)⒖諝飧咚賴娙胍粋€(gè)合金鋼的圓筒內(nèi),使圓筒內(nèi)的金剛石在高速氣流作用下,在筒內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)有力的漩渦式的運(yùn)動(dòng)軌跡,造成金剛石與筒壁、金剛石與金剛石之間的相互碰撞和摩擦,使強(qiáng)度低和有結(jié)晶缺陷的顆粒破碎,使強(qiáng)度高的不規(guī)則顆粒的棱角鈍化或渾圓化,使之達(dá)到整形和提高質(zhì)量的目的。
參考文獻(xiàn):
趙海奇 李秋芳 人造金剛石整形工藝的研究
王光祖《超硬材料》