硬質合金定心鑽

硬質合金定心鑽是一種在工業,機械,造船等行業廣泛應用的機械加工鑽孔工具,適用於加工件正式鑽孔前的預鑽一個深度約為直徑1-2倍的定心孔,為二次鑽頭鑽進位置提供導向作用提高普通鑽孔準確性,也可為攻絲加工提供方便為攻絲預留倒角。

硬 質合金定心鑽通常外形短粗,刀槽很短,剛性極佳。它的鑽尖幾何形狀剛好夠在工件表面鑽出一個淺孔。與標準鑽頭相比,定心鑽的橫刃很薄,可對工件材料起到有 效的切削作用。一般的為了防止崩刀,定心鑽的鑽尖頂角應不小於最終鑽孔的微鑽頂角。反之如果微鑽切入時,頂角偏小,兩切削刃會先於頂尖先接觸工件,進而產 生崩刃。硬質合金定心鑽主要螺紋類型包括包括公制螺紋、美制螺紋、英制螺紋、管螺紋等。


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硬質合金鑽頭定心孔

普通鑽頭由於缺乏自定心能力,加工時易發生便離,加工時通常需要預鑽初始孔。而硬質合金鑽頭具多數都有良好的剛性,可產生自定心能力,因此通常並不需要定心孔的預鑽。對於此類鑽頭如果事先預鑽定心孔,甚至可能發生切削刃損壞以及崩刀的現象。

現 代整體硬質合金鑽頭多數都不需要定心孔也考慮到在本身設計結構上此類刀具橫刃都很薄,類似於分離鑽尖。有些鑽頭採用了螺旋鑽尖設計,其橫刃實際上可以參與 切削。如果確實有必要,可為整體硬質合金二次鑽頭加工一個較淺的定心孔。可以測量一下硬質合金鑽頭的橫刃厚度,並將其作為定心孔的深度。這種小定心孔除了 可為二次鑽頭導向以外,還能使其避免承受過大的切削壓力。


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超細鎢粉發展現狀和趨勢

20世紀90年代後,超細鎢粉的研製一直都收到世界各國的矚目。主要原因是超細鎢粉是x光管鎢把和厚度達微米級的鎢箔的原料,另一方面的原因是超細晶粒硬質合金必須採用超細鎢粉來生產。

最初製備超細鎢粉的方法氫還原製備鎢粉,或其他的一些還原方法。隨著納米材料的出現,納米金屬鎢粉的製備方法也越來越多,有不斷湧現的趨勢。

最新超細鎢粉的製備方法大體上有以下5種:高能球磨法、氣體蒸發法、等離子法、自蔓延高溫還原法、氧化鎢粉還原法。其中,氧化鎢粉還原法又分為三種:封閉循環氫還原法、噴霧乾燥一流化床法、鎢酸鹽法。

 

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亞微米三氧化鎢超細粉末的製備

由於亞微米粉末近年來的快速增長,生產超細鎢粉就對氧化鎢原料的要求急速提高。能否製備出純度高、均勻性好的氧化鎢,決定了生產鎢粉的優良性。

實驗使用特純仲鎢酸銨,其中三化鎢的含量為89.06%,在750℃下進行煅燒,額定功率為25KW的電阻爐,進行實驗。

實驗結果:ATP經煅燒後所得的三氧化鎢呈松針狀,有團聚現象,所得到的三氧化鎢顆粒尺寸已非常細小,能夠得到亞微米尺寸的三氧化鎢粉末,可達到預期的實驗效果。氧化還原過程中,三氧化鎢和鎢粉的粒度分佈不均勻,鎢粉表面有裂紋。

因此,用氧化還原方法製備三氧化鎢是切實可行的。

 

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仲鎢酸銨還原鎢粉製備工藝研究

仲鎢酸銨(APT)是製備鎢粉的重要材料,當下工業中一般是先把仲鎢酸銨煅燒成黃鎢或藍鎢,然後在氫氣環境下還原成鎢粉。這種方法生產的鎢粉成形性非常差,需要加入有機物粘結劑才能成形。

現將粒徑為40-50um的仲鎢酸銨置於單管氫氣還原爐中,在氫氣氛圍中還原得到鎢粉,實驗條件為750-1000℃,時間為90-180min。

將還原製備的鎢粉在不添加成形劑的條件下壓制為長條狀,再根據《金屬粉末生坯強度的測定矩形壓坯橫向斷裂法》標準簡介提供的標準粉末測量壓坯的生坯強度,研究這種直接還原成鎢粉工藝對鎢粉成形性能的影響。

結果:在鎢粉還原過程中,溫度對粉末粒度的影響非常顯著,當還原時間不變的情況下,溫度越高,呈現的鎢粉粒度越大。

 

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藍色氧化鎢形態對鎢粉粒度的影響

藍色氧化鎢形態主要包括成分、相組成、比表面積、粒度和氧指數等等。藍色氧化鎢的粒度對於還原鎢粉的粒度有顯著的影響,其中粗顆粒藍鎢有利於制取細鎢粉,因為粗顆粒的藍鎢在還原的過程中透氣性好,對於排除水蒸氣的有較大的優勢。藍鎢的比表面積也在一定程度上影響鎢粉的粒度,具有較大比表面積的藍鎢有利於制取細鎢粉。因為藍鎢的比表面積越發達,它的反應介面越大,還原活性越好。在研究中還發現藍鎢的相成分對鎢粉粒度的影響不可忽視的。在比較了不同相成分藍鎢的順氫還原效果發現,相成分為ATB和W20O58的藍鎢還原鎢粉比含三氧化鎢較多的藍鎢制取的鎢粉更細。且以ATB為基本相的藍鎢,在低溫條件下還原效果要比其他相成分的藍鎢好。ATB藍鎢是六角結構的,由於它的結構不穩定,具有大量的晶格缺陷,比表面積發達,具有高的還原活性。

 

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焙解溫度對藍色氧化鎢比表面積和費氏粒度的影響

藍色氧化鎢形態主要包括成分、相組成、比表面積、費氏粒度、氧指數和殘留揮發份。而影響藍鎢形態的主要工藝參數是焙解溫度和氣氛。焙解溫度對藍色氧化鎢的比表面積的影響主要是在比表面積的大小方面。通過比較不同焙解溫度下比表面積的不同反應,我們發現藍鎢的比表面會隨著焙解溫度的增加而明顯下降。焙解溫度為400℃時,藍鎢的比表面積會達到16.31㎡/g,而當焙解溫度增加到500℃時,比表面積下降到10.07m³/g。因為雖然焙解溫度高有利於改善鎢粉顆粒的粒度分配,但是卻會導致顆粒的比表面積急劇減小,且在產品中會生成大的團聚體。所以從這個研究結果中可以發現要使得藍鎢保持發達的比表面積,APT要在較低的溫度下焙解。

 

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二氧化鎢氫還原法制取鎢粉

用氫還原三氧化鎢的化學反應式為: WO3+3H2=W+3H20。鎢具有四種比較穩定的氧化物,還原反應實際上是按三氧化鎢,藍鎢,紫鎢、二氧化鎢和鎢逐級順序進行的。在這些反應的過程中都是吸熱反應,因此升高反應溫度有利於反應的進行。在氫還原三氧化鎢的過程中,鎢粉的粉末粒度通常會長大。那是因為在還原過程中,隨著還原溫度升高,三氧化鎢的揮發性增大,它的蒸汽沉積在已被還原的低價氧化鎢或金屬鎢粉的顆粒表面上。如果那時候三氧化鎢再度被還原時,就使鎢粉顆粒長大。研究發現二氧化鎢的揮發性比三氧化鎢要低,因此可在工藝上大多採用二階段還原法來制取鎢粉。第一階段先將用較低的溫度將三氧化鎢還原為二氧化鎢,此階段的還原溫度一般較低,二氧化鎢顆粒不會過分長大。第二階段是由二氧化鎢還原為金屬鎢粉在此階段採用較高的溫度進行還原。因為這階段顆粒長大趨勢較第一階段為小。採用二階段還原鎢粉的優點是可以得到細、中粒度的鎢粉,提高鎢粉品質的均勻性。如欲得到較粗顆粒的鎢粉,可以採用一階段的高溫還原法來實現。

 

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溶膠凝膠法製備納米三氧化鎢薄膜

溶膠凝膠經化學方式或物理方式的處理,整體轉變成一個呈類固態分散高度均勻的體系。它主要是通過提拉、旋塗的方法,將溶膠在基底上塗覆成膜。溶膠一凝膠法製備納米三氧化鎢薄膜材料操作簡單、成本較低、容易大面積成膜、低溫合成、材料形狀多樣性等特點。目前溶膠一凝膠法製備三氧化鎢薄膜大致有以下幾種類型:鎢酸鹽酸化法、鎢粉過氧化聚鎢酸法、鎢酸鹽的離子交換法、鎢的醇鹽水解法、抓化鎢的醇化法等。採用溶膠凝膠法製備WO3納米薄膜時,含鎢的前軀體一般可以通過離子交換樹脂將NA2WO4溶液酸化得到H2WO4。由於過氧鎢酸的高穩定性,過氧鎢酸製備WO3薄膜被廣泛採用。在製備的過程中環境的濕度會影響薄膜材料的形貌,濕度越高,薄膜的空隙越高,其薄膜光電性能優良同時分散劑也對薄膜的製備有較大的影響。經研究發現,大分子有機物分散劑的添加有利於減少薄膜納米晶顆粒的尺寸,提高薄膜的孔隙率。

 

 

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蒸發法製備納米三氧化鎢薄膜

納米三氧化鎢薄膜在現代科技中已經被廣泛的應用,對於它的相關研究也越來越多,它的製備方法也有很多。但是薄膜的性質與製備方法及工藝條件密切相關,用不同製備方法製備的WO3薄膜在尺寸和晶型等方面有所不同,常見的方法如下。蒸發法、濺射法 、化學氣相沉積法、電沉積和溶膠-凝膠法等等。利用物質在高溫下的蒸發現象,製備各種薄膜材料。蒸發法具有一些明顯的優點,如較高的沉積速度、相對較高的真空度,以及由此導致的較高的薄膜純度等。蒸發法包括蒸發冷法、電子束蒸鍍法、電弧蒸發法、鐳射蒸發法、空心陰極蒸發法、熱蒸發法等,其中熱蒸發法是使用比較多的方法之一。 用蒸發法製備的薄膜純度高、顆粒分散性好。通過改變、控制氣氛壓力和溫度,可制得顆粒尺寸不同的納米薄膜,適合合成熔點低、成分單一物質的薄膜或顆粒。但這種製備方法一般都需要高溫和真空條件,製備工藝複雜而且設備昂貴,不適宜製備大面積薄膜。

 

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