计算机控制制备金刚石微粉和抛光液及检测技术应用(三)

磨商网 2019-01-15 12:40:55


  第二节 制造工艺

  

  1 工艺流程

  

  工艺流程如下:

  

  图2-1 金刚石微粉制造工艺流程图

  

  在生产低档产品中,图中虚线框工序可省略。

  

  2 破碎与整形

  

  破碎整形工艺流程如下:

  

  图2-2 金刚石微粉破碎整形工艺流程

  

  2.1 球磨机

  

  根据经典理论[6],球磨机的主要参数如下:在加工硬而脆的材料时,直径D与长度L之比大于3,转速n=0.7-0.75临界,球:料=2.5,装填物料占球磨机容积的10~20%,球体占球磨机容积的40~50%,即总装填系数为0.5~0.7。用此理论确定的工艺,其产品的颗粒形状很差,针棒状占颗粒总数的10%以上。这对于普通磨料尚可,而对于高级的金刚石磨料显然不能满足用户不断提高的要求。

  

  根据我们的试验数据和理论计算,欲破碎金刚石至少需要0.25J的能量。否则会以研磨为主,不能很快地将粒度减小。故用球磨机时,球的尺寸不能太小。具体的多个参数,如球磨机的主要参数、转速、球料比、球的尺寸、大小球的比例、总装填系数等均需通过试验确定。

  

  2.2 气流磨

  

  气流破碎物料自二十世纪六十年代兴起后发展很快。气流磨具有生产效率高,可连续破碎,粒度的初步分级可同时进行等许多优点,故在二十世纪末,我国的气流破碎似有雨后春笋之势。现在已有多家企业能生产各式的气流磨。由于金刚石的磨削力极强,因而只能使用对撞式气流磨。其中又有2喷嘴和3喷嘴之分,后者使用较广。使用计算机智能化控制技术的对撞式气流磨,由于采用了系统控制可大大减少破碎过程中所带进的杂质。

  

  气流磨的整套装置中均有一个分级叶轮,通过调节它的转速可在一定程度上控制物料破碎的粒径范围。一般理论认为,对于某一确定的待破碎物料,只要分级叶轮的转速确定后,即可保证产出的物料粒径小于某个数值。作者的研究结果否定了上述结论。

  

  事实上气流磨进料口的喂料速度对破碎后粒径的影响相当大。以金刚石为待破碎料,用QLM-100型气流磨作破碎设备,分级叶轮的转速始终保持在18000r/min,结果示于图2-1和2-2。NQ1.0h和NQ0.45h的喂料速度分别为1.0kg/h和0.45kg/h。它们的D50分别为9.29μm和4.01μm;D3分别为28.4μm和7.05μm。可见喂料速度的影响甚至超过了分级叶轮转速的影响。尽管目前我国的金刚石微粒生产企业还极少使用气流磨,但本文将这一重要结论公开出来,以使后来者少走弯路。

  

  样品名称:NQ1.0h

  数据模式:Rosin-Rammler

  体积平均值经:10.8μm

  95%直径: 1.66μm

  90%直径: 2.65μm

  50%直径: 9.29μm

  10%直径: 21.2μm

  3%直径: 28.4μm

  拟合误差: 8.7%

  遮光比: 11.0%


 

  图2-3 气流磨喂料速率为1.0kg/h的出料粒度分布

  

  样品名称:NQ0.45h

  数据模式:Rosin-Rammler

  体积平均值经:4.09μm

  95%直径: 1.73μm

  90%直径: 2.18μm

  50%直径: 4.01μm

  10%直径: 6.17μm

  3%直径: 7.05μm

  拟合误差: 5.1%

  遮光比: 16.2%


  

  图2-4喂料速度为0.45kg/h的粒度分布

  


  

  D100可以在最细端,D0在最粗端,以上2个例子即是如此;但目前大多数的表示方法与此相反:D100在最粗端,D0在最细端。这2种表示方式均可。

  

  现在的气流磨大多在后面接有旋风分级机,甚至接有几级。旋风分级机可进行初步粒度分级。使用带有旋风分级机的气流磨对于大批量制造金刚石微粉是有某些优势的。


注:本文刊发38期《磨料磨具》,转载请注明出处


作者:

  李享 西安理工大学

  郭嘉昕 宝钛集团有限公司

  张书达 天津市乾宇超硬科技有限公司

(未完待续,本节最后一篇请留意明天推送)




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