硬質合金交錯刃銑刀

硬質合金交錯刃銑刀是由通常是由碳化鎢+鈷以及其餘一些添加劑通過壓制燒結而成的。硬質合金類的銑刀有著廣泛的適用範圍,如數控加工、CNC雕刻機以及一些普通的銑床上加工材質較硬形狀簡單的熱處理材料。按照其刃形分類又可細分為整體硬質合金銑刀、圓柱形硬質合金銑刀、硬質合金面銑刀、直柄槽硬質合金銑刀、螺旋硬質合金銑刀、硬質合金交錯刃銑刀、硬質合金三面刃、硬質合金立銑刀、鋸片硬質合金銑刀、硬質合金角度銑刀等等。通常來說,交錯刃銑刀常見於硬質合金立銑刀,其用於加工溝槽和臺階面等工件,刀齒位於圓周和端面上,工作時不能沿軸向進給,只有當立銑刀上又通過中心的端齒時才可進行軸向的進給。這就使得立銑刀刃形的設計重點轉向了如何減少刀具在切削加工過程中產生的軸向分力,以抑制分層、撕裂和毛刺等缺陷的產生。

從硬質合金銑刀對於工件的進給方向和旋轉方向上看,主要包括兩種銑削方式,一種是順銑,另一種則是逆銑。所謂的順銑是指銑刀的旋轉方向和切削的進給方向是相同的,在開始銑削時銑刀就咬住工件直至最後;而逆銑則銑刀的旋轉和切削的進給方向相反,銑刀在開始銑削之前必須在工件上滑移一段,切削厚度從零開始直至結束時切削厚度達到最大。通常情況下,順銑由於切削力將工件壓向工作臺,所以有更好的切削效果是首先選擇的,除非機床本身存在螺紋間隙或者其他問題是才考慮逆銑。以此為基礎,相關研究人員提出了交錯刃硬質合金銑刀的設想。與傳統的右旋刃立銑刀相比,硬質合金交錯刃銑刀的近端部右旋、近柄部左旋交錯設計,其最初的設計思路是為了適用於新型碳纖維複合材料。其具體設計的示意圖如下所示:

硬質合金交錯刃銑刀



從上圖我們不難看出硬質合金交錯刃銑刀的切削刃分為上、下兩個部分,工件材料進行加工時應處於上、下兩切削刃的中間區域。由於切削刃採用的是近端部刃右旋、近柄部刃左旋的交錯設計,立銑刀的下段右旋切削刃可對工件的下表面進行銑削,而與此同時下表面還受到了向上的切削分力;反過來,立銑刀上端左旋切削刃用於銑削工件的上表面並對其產生了向下的切削分力。整個切削的過程銑刀都是緊密壓住工件進行進給,因此材料的上下表面的纖維層都較為容易被切斷,有效地避免了工件上下表面發生撕裂、毛刺等加工缺陷。此外,由於工件上下表面所受到的垂直切削分力相反,軸向合力減小且總切削力方向適中指向工件內側,這有利於整個切削過程的平穩進行,還有效抑制了工件內部分分層現象的產生,能夠在一定程度上提高碳纖維複合材料的加工品質。最後在銑削試驗中還發現,在相同的切削條件下,磨粒磨損是硬質合金交錯刃銑刀的主要磨損形式,其相比于傳統的硬質合金立銑刀有更好的耐磨性和使用壽命(約為1.6倍)。

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影響三氧化鎢SCR脫硝催化劑性能的因素

SCR脫硝催化劑有多種形式,按其活性組分不同可分為金屬氧化物、碳基催化劑、離子交換分子篩、貴金屬和碳鈦礦複合氧化物。燃煤電廠中多數是以金屬氧化物催化劑為主,如三氧化鎢;碳基催化劑用於煙氣同時脫硫脫氮技術也得到發展。平板狀和蜂窩狀催化劑是燃煤電廠SCR技術中常用的催化劑形狀。
 
三氧化鎢SCR脫硝催化劑的活性會受多種因數的影響,其中影響較大的有反應溫度、活性組分的劑量、氨的注入量等。三氧化鎢SCR脫硝催化劑在250~450°C具有最佳活性,通常脫硝反應都設定在這個溫度範圍內,尤其以350~400°C為最佳。催化劑對反應溫度的依賴性由催化劑的各種活性成分的含量以及比例所決定。當反應溫度脫離這個溫度範圍內時,催化劑的性能將被降低。尤其是在高溫區域使用時,催化劑的表面由於溫度過高而燒結,催化劑部分或全部失活,致使催化劑的壽命減短。然而,隨著脫硝裝置適用範圍不斷擴大,三氧化鎢SCR脫硝催化劑的使用溫度範圍也被要求擴張。
 
通過選擇適當的三氧化鎢SCR脫硝催化劑活性金屬組分,可以製造各種用途且具有最佳特性的催化劑。其劑量是根據脫硝裝置的設置能力和操作要求來決定的,活性組分的量增加,催化劑的脫硝性能得以提高。
 
氨氣作為還原劑,在脫硝反應過程中,它與排放氣體中的NOx的物質的量的比幾乎要求達到1:1。增加氨氣的量可以提高三氧化鎢SCR脫硝催化劑的脫硝效率,同時也帶來氨氣洩露量增大的嚴重問題,因此,在氨濃度和催化劑決定上,必須考慮脫硝裝置後部機器的影響。
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前驅液濃度對CsxWO3粉體光吸收性能的影響

圖1為不同檸檬酸濃度的前驅液中合成的銫鎢青銅(CsxWO3)粉體的漫反射吸收光譜。由圖1可知,檸檬酸濃度較高時合成的CsxWO3在短波近紅外區的吸光度較高,這可能是因為檸檬酸濃度的增加提高了前驅液的還原性,反應活性提高,使得銫離子進入鎢青銅結構較多,其體系中載流子增加。
 
圖2為含乙醇56%的前驅液中合成的銫鎢青銅(CsxWO3)粉體的漫反射吸收光譜。由圖2可知,隨著反應時間的延長,CsxWO3在可見光區和短波近紅外區的吸光度逐漸增強,結合圖5可知,不含乙醇的前驅液中反應1、3 d合成的CsxWO3,在l 000 nm處的吸光度分別為1.47和1.63;而與之相對應的含有乙醇的前驅液中合成的CsxWO3,在1 000 nm處的吸光度分別為1.44和1.60,含乙醇的前驅液中合成的CsxWO3,與相應反應時間、不含乙醇的前驅液中合成的CsxWO3在短波近紅外區的吸光度相比較低。這可能是由於在前驅液中加入乙醇後,雖然促進了晶體的生長,但是檸檬酸與乙醇同時存在,可能引起兩者的脫水反應,生成檸檬酸三乙酯,降低了體系中還原氣氛,影響了還原反應的繼續進行,使得銫離子進入鎢青銅結構較少,自由載流子濃度較低,因此有乙醇參與反應合成的CsxWO3在短波近紅外區的吸光度與無醇參與前驅液中合成的CsxWO3的吸光度相比較小。
 
銫鎢青銅(CsxWO3)粉體的漫反射吸收光譜
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含三氧化鎢脫硝催化劑活性母液的製備

電廠脫硝系統目前煙氣淨化處理過程中除塵、脫硫、脫硝都是分開進行的,例如火電廠近零排放的技術路線一般是SCR脫硝協同未靜電除塵濕法脫硫(石灰石-石膏法)一一濕式電除塵。現在被廣泛使用的SCR脫硝催化劑大部分採用二氧化鈦、沸石、氧化鋁的蜂窩陶瓷或活性炭為載體,以五氧化二釩和三氧化鎢為主要活性組分。在SCR脫硝催化劑使用過程中,催化劑容易受到毒害或者粉塵堆積、堵塞而失效。故而,如何延長催化劑使用壽命,提高設備的脫硝效率,降低整體環保投入成為重要話題。有發明指出一種二氧化鈦-二氧化矽/三氧化鎢脫硝催化劑母液的製備,該母液可以應用於陶瓷管除塵器實現脫硝、除塵一體化。
 
製備步驟如下:
1.分別將偏鎢酸銨和偏釩酸銨溶解於草酸溶液中;
2.往含偏鎢酸銨的草酸溶液加入活性的二氧化鈦和二氧化矽混合粉末,攪拌均勻形成二氧化鈦-二氧化矽的混合溶液;
3.乾燥二氧化鈦-二氧化矽混合溶液並煆燒,得到二氧化鈦-二氧化矽/三氧化鎢混合粉末;其中乾燥溫度為100〜130°C,時間3〜6小時;煆燒溫度500〜550°C,時間4〜6小時;
4.往含偏釩酸銨的草酸溶液加入二氧化鈦-二氧化矽/三氧化鎢混合粉末,攪拌均勻形成混合漿液;
5.往二氧化鈦-二氧化矽/三氧化鎢粉末的混合漿液加入粘結劑,攪拌3~5小時,形成二氧化鈦-二氧化矽/三氧化鎢脫硝催化劑活性母液。
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反應時間對CsxWO3粉體光吸收性能的影響

圖為不同水熱反應時間合成的銫鎢青銅(CsxWO3)粉體的漫反射吸收光譜。由圖可見,隨著反應時間的延長,CsxWO3在可見光區和短波近紅外區的吸光度逐漸增強;在波長450 nm左右出現吸光度的最低點,在紫外區和短波近紅外區具有較高的吸光度,表現出良好的紫外吸收性能和短波近紅外吸收性能。在紫外方向的吸收邊是因為CsxWO3的本征吸收,主要由CsxWO3的禁帶寬度決定;而在可見光區和短波近紅外的吸收可能與CsxWO3體系中的自由載流子吸收有關。一般來說,自由載流子濃度越高,自由載流子吸收就越明顯。文獻報導,CsxWO3是一種低電阻率材料,體系中存在較多的自由載流子,因而存在著較強的自由載流子吸收,而自由載流子的吸收係數a與自由載流子濃度和吸收光的波長有如下關係:
 
式(1)
式(1)中:N為介質折射率,e0為真空電容率,為載流子的有效品質,m為磁導率,μ為入射光波長,n為自由載流子濃度。可見自由載流子吸收係數α與照射波長的平方和自由載流子濃度n呈正比,因此CsxWO3在波長大於450 nm時,其吸光度隨著波長的增加而提高,在短波近紅外區表現出強烈的吸收性能。而水熱反應時間的延長,有助於反應的徹底進行和形成完整的晶體,同時可能增加了銫離子進入鎢青銅的含量,提高了CsxWO3體系中的載流子濃度,所以隨著反應時間的延長,其在可見光區和短波近紅外區的吸光度逐漸增加。
 
不同反應時間合成的CsxWO3粉體的漫反射吸收光譜
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