钻头脱环的事故分析及防范措施
钻头脱环就是钻头胎体与钢体分离,分离的界限是胎体与钢体的连接部位。
(1)钻头脱环的事故分析:第一、钻头钢体端面不清洁,是发生钻头脱环的一个原因。由于钢体端面有油污、铁锈等污物,这些物质对于胎体与钢体进行热分子交换时起到了阻碍作用,致使胎体与钢体粘接不牢。第二、组装钢体时,在胎体粉料表面上有一层石墨粉或灰尘,也是钻头脱环的一个原因。第三、钢体端面内径没有进行倒角,在组装钢体时,钢体内径边缘尖角将模芯刮下一些石墨粉,掉入胎体粉料表面上,而使胎体与钢体粘接不牢。第四、胎体粉料不清洁,混入杂物,不但是脱环的一个原因,也会造成胎体性能的改变。第五、胎体粉料氧化,除影响包镶金刚石的能力外,也影响了胎体与钢体的粘接牢固度。第六、在烧结硬胎体钻头时,过早卸压出炉也是原因之一。第七、硬胎体钻头出炉后冷却速度过快,胎体内部产生应力集中,胎体发生裂纹,也将影响胎体与钢体的粘接强度。第八、在烧结过程中,由于某种原因造成温度不够,压力不足,胎体致密化不好,也是胎体脱环的一个原因。
(2)防范钻头脱环的措施:第一、钢体端面要处理清洁。在配模时钢体端面用锉、砂纸、锯条等清除铁锈和油污,使其端面粗糙,然后在组装前用丙酮清洗钢体端面。第二、组装前底模表面、内孔用吸尘器彻底清除石墨粉等杂物。第三、钻头钢体内径端面处一定要有倒角,处理钢体时要清除钢体内径的毛刺和尖角,防止组装时划破模芯。第四、要保持胎体粉料的清洁,散落弄脏的粉料不能再用。保存胎体粉料时要密封,使用时装粉料的器皿要加盖,防止灰尘落入。第五、混料前对各种金属粉料要进行观察,发现变色,结块时不能再用。第六、烧结钻头时,要严格按工艺要求进行,测温度、压力的仪器仪表出现问题时,要及时进行检修。
模芯上漂事故分析及防范措施
模芯上漂,即在烧结过程中,模芯向上位移,致使钻头报废。
(1)模芯上漂事故分析:第一、钢体内径与模芯配合过松,是产生模芯上漂的主要原因。由于模芯与钢体内径配合间隙大,模芯上下活动自由,当胎体融化时,由于压力作用溶液浸入模芯底部,迫使模芯上升,造成模芯上漂。第二、模芯与石墨唇垫配合间隙过大,也是模芯上漂的一个原因。第三、加全压时间过晚,也会导致模芯上漂。
(2)模芯上漂防范措施:第一、模芯与钢体内径配合间隙应在0.05—0.1mm之间。即用手可以压入,又不能自行脱出,模芯能自行脱出的不能使用。第二、模芯与唇垫配合要合适,即在公差范围内紧密配合。第三、在烧结过程中加全压应在650℃之时,不能拖后。
炸模的事故分析及防范措施
炸模,即在热压烧结过程中,底模炸裂致使钻头报废。
(1)炸模的事故分析:第一、钢体外径与底模配合间隙过小,由于二者线膨胀系数不同,在升温中必然炸模。第二、烧结过程中,模具位置处在了感应圈的下部,升温时钢体受热快而温度高,底模受热慢而温度低,即使配合间隙合适也易炸模。第三、烧结过程中升温速度过快,由于磁性作用也会产生钢体与模具升温不同步,造成炸模。第四、石墨本身有裂纹,在配模时又没有发现,也是炸模的一个原因。第五、石墨本身的抗压强度低或作为底模的石墨料直径不够大而导致炸模。因为底模所受侧压力是正压力的1/4左右,底模壁厚太薄也易炸模。
(2)防范炸模的措施:第一、钢体外径与底模的配合间隙是个关键,在配模时,要严格检查底模内径与钢体外径的尺寸是否符合图纸尺寸要求。第二、在烧结过程中,组装模具一定要置于感应圈中心,要严格控制升温速度,特别是20~600℃区间,不同规格钻头,升温速度应控制在3~10℃/s之间。第三、配模时要详细检查底模是否有裂纹,发生裂纹即报废,在退模时不要强敲硬摔,防止底模破损。第四、石墨抗压强度低于45mpa的一定不能作热压烧结的底模模具使用。同时做大直径钻头时要用石墨直径大些的石墨底模,一般石墨底模直径d=(1.8~2)倍的钻头规格直径。
喷粉的事故分析及防范措施
钻头喷粉,是指钻头在烧结升温过程中,胎体粉料由模具中喷出,造成钻头工作层粉料混乱。发生这种情况时,应立即关机,拿下组装模具,冷却后,将胎体粉料过筛,取出金刚石和聚晶,重新进行组装。
(1)喷粉的事故分析:第一、喷粉的原因主要是粉料、模具潮湿而致。喷粉多半发生在夏季潮湿季节,尽管模具经烘箱烘烤,取出后仍然在吸潮。第二、另一个原因是升温太快,产生气体多,排气不畅造成喷粉。第三、在混合有金刚石的粉料时,在润湿金刚石过程中甘油放的量过多也是喷粉的原因之一。
(2)防范喷粉的措施:第一、防止金属粉料受潮。金属粉料要密封保存,储存器内要放干燥剂。第二、要严格控制烧结时升温速度,一般应在2~3℃/s之间。第三、如果粉料受潮,在烧结时先不加预压,升温速度控制在2℃/s以下,让模具中气体缓慢排出,当温度达到300℃时(即钢体表面颜色开始发蓝时)加预压,再提高升温速度。第四、配好的底模、模芯、唇模垫应放在烘箱内进行干燥,而后再进行组装。第五、雨季组装好的钻头到烧结时的时间间隔不应超过4小时,以防模具吸潮后又发生喷粉。
结语
由于笔者在实际生产过程中,对生产钻头的常见事故进行不断分析总结,并提出了相应的防范措施,目前已有效的提高了钻头的生产质量,并且降低了生产制造成本,给企业带来了一定的效益空间,也使我队金刚石钻头的产品的市场占有率不断的加大,使得钻头的销量与日俱增。