BW Professional Cutter Expert www.tool-tool.com

由美国犹他州的PrecorpInc.公司开发并拥 有技术专利、商标名称为DiaEdge的高压整体烧结PCD钻头（PCD-veineddrill）从20世纪80年代后期开始应用于金属切削加工，但这 种钻头多年来一直未能在人们心目中建立起较高的可信度。如今，这种沿钻头刃槽长度方向开槽并将聚晶金刚石（PCD）粉在槽中通过高温高压烧结成型获得的整 体烧结VCD钻头又重新受到人们的重视，它的应用范围也得到广泛拓展。高压整体烧结PCD钻头最初只是零星应用于航空零件和电子器件的加工，如今它已成为 航空、电子、汽车、医疗器械等行业切削加工难加工材料的常规刀具，且应用范围还在不断扩大。

 

金刚石具有最高的硬度和最小的 摩擦系数，是制备切削刀具的理想材料。Precorp公司制造DiaEdge聚晶金刚石钻头的主要工艺步骤为：①制备整体硬质合金钻尖毛坯；②在钻坯上开 出窄槽；③将PCD金刚石粉与粘结剂混合后注入槽中；④将钻坯置于专用烧结压机中，在1480℃、61320kg/cm2的高温高压下烧结压制成型；⑤得 到嵌有PCD刃带的钻尖毛坯；⑥将钻尖毛坯焊接到整体硬质合金钻杆毛坯上；⑦磨制出需要的钻头几何刃形。采用该工艺可制备出具有复杂钻尖形状的整体烧结 PCD钻头，钻头直径可小至φ0.4mm。这种钻头非常适合用于高速、高效钻削加工。

 

钻尖与钻杆焊接接头距切削刃的长度取 决于钻头直径的大小，该距离应使焊接接头在加工时不会受到切削区发热的影响，以保证接头与刀体的整体性。由于焊接接头与刀体的整体性是金刚石刀具的薄弱环 节，因此有必要认真研究高压整体烧结PCD钻头不同于常规焊接式PCD钻头的使用特点。

 

常规PCD钻头的制备方法通常是在 钻尖部位加工一个凹槽，利用线切割将在硬质合金基片上沉积的PCD薄膜切割成形，然后将其焊接在钻尖凹槽中。在20世纪80年代后期，世界上只有少数厂家 （包括Precorp公司）能成功制备PCD钻头。90年代初期，焊接式PCD钻头被用于钻削加工汽车发动机活塞上的定位器孔，该活塞为过共晶铝合金铸件 （硅含量12％以上），必须使用PCD钻头加工才能达到要求的刀具寿命，钻头刃磨一次通常可加工3500副孔（实际上可能达到加工10000副孔）。但 是，焊接式PCD钻头的加工时间较长，每件加工成本较高。此外，钻头切削刃在高温作用下经常发生焊接失效现象，从而导致整个钻头破损。使用整体烧结PCD 钻头则可较好解决上述问题。

 

Precorp公司的DiaEdge整体烧结PCD钻头最早被设计用于电子工业和航空制造业， 通过进一步的加工试验，该技术的应用领域逐渐扩大。目前，该钻头可 用于加工绿色硬质合金、铝基复合材料、增强型复合陶瓷、各种牌号的铝材等，加工对象包括汽车发动机壳体、传动箱体、新型喷气战斗机的翼梁等。战斗机翼梁采 用韧性极好的复合树脂材料制成，钻孔加工量很大，如F-22喷气战机机翼的每一个表面需钻削3500个孔，每副机翼的上下表面共需钻削14000个孔。过 去采用硬质合金钻头加工20m翼梁需耗时16小时，现在采用整体烧结PCD钻头加工则只需4.5小时。降低每孔加工成本和加工时间是影响加工总成本的主要 因素，也是使用整体烧结PCD钻头的优势所在。目前，美国航空业已计划将整体烧结PCD钻头应用于B-2、A-6、777等机型的生产加工。

 

由 于金刚石钻头的价格是常规硬质合金钻头的许多倍，因此，为降低每孔加工成本，必须通过延长刀具使用寿命、缩短机床加工时间来平衡加工成本支出。整体烧结 PCD钻头与常规焊接式PCD钻头相比，以上使用原则也同样适用。如果使用整体烧结PCD钻头可使刀具失效的可能性大幅度下降，则这种钻头对难加工材料钻 削工艺可起到明显改善作用。由于加工技术的发展最终是由用户需求驱动的，因此很难确定是使用整体烧结PCD钻头还是使用常规焊接式PCD钻头最划算。因 此，选用刀具时对被加工材料及工艺完整性进行认真研究是非常重要的，加工部门与刀具制造商的密切合作是满足用户需求的最佳途径。例如，位于美国俄亥俄州的 本田传动器制造厂已将Precorp公司的整体烧结PCD钻头/铰刀（商标名称为OneShot）成功应用于汽车传动器的加工，从而使原来的三步工序缩减 为一步工序，提高了生产率。根据最新统计，本田传动器厂已使用该刀具加工了超过30万个孔，降低了生产成本，提高了产品质量，缩短了生产周期。

 

Precorp 公司制造的整体烧结PCD钻头的传统应用领域主要是航空制造业，用于加工碳纤维增强塑料工件。加工这种材料时，钻刃的锋利程度至关重要，如钻刃较钝，加工 时可能会撕裂材料中的碳纤维，从而破坏孔口的完整性。使用钻刃锋利的整体烧结PCD钻头可减轻钻头冲击，且切削刃可对孔口处的碳纤维起到修整作用。通过大 量实际加工，可获得整体烧结PCD钻头加 工碳纤维增强塑料的推荐切削速度及进给量。为防止被加工材料发生分层而采用的小进给量（约0.025～0.05mm/r）以及过大的切削速度 （100～200m/min以上）将产生较大切削热，从而引起材料中的树脂融化，为此加工时需要使用冷却液。在使用先进的切屑真空抽吸系统的情况下进行干 式钻削也可收到良好的加工效果。加工实践表明，整体烧结PCD钻头的钻孔数是标准（118°）焊接式PCD钻头钻孔数的3倍、镶PCD刀片钻头钻孔数的6 倍、硬质合金钻头钻孔数的100倍。

 

随着高速加工技术的不断发展，整体烧结PCD钻头及其它旋转刀具必将得到更广泛的应 用，这是因为机床主轴转速超过10000r/min的高速加工对于高刚性机床上使用的金刚石刀具影响很小。如今，整体烧结PCD钻头已被应用于汽车制造业 加工碳纤维增强塑料零件，如位于美国密歇根州的通用汽车Powertrain分厂使用一种称为“freedrill”的整体烧结PCD钻头加工汽车传动箱 体上的横向孔。原来使用硬质合金钻头加工时，钻头容易磨钝，并引起钻孔毛刺，因此需要每天更换钻头。改用整体烧结PCD钻头后，虽然钻头本身的成本比原来 增加了5倍，但刀具加工寿命大大延长，一年只需要换一次刀。制造碳-碳材料飞机刹车的RobertE.MorrisTurbineGroup公司最近也成 功完成了使用整体烧结PCD钻头加工刹车材料的工艺试验。事实上，钻削加工金属基复合刹车材料正成为整体烧结PCD钻头在汽车制造业的一个主要应用领域。 一家主要的金属基复合材料（MMCs）制造商Alcan公司已将Percorp公司的整体烧结PCD钻头列入加工MMC材料的工艺指南。在MMC材料中添 加碳化硅、氧化铝颗粒虽然可显著改善复合材料的机械性能，但材料中的硬质相也会加剧加工时的刀具磨损。迄今为止，金刚石刀具仍是加工MMC材料最有效的刀 具，整体烧结PCD钻头的独特结构使其具有优异的耐磨性，并可获得很高的加工尺寸精度和表面质量，在某些情况下完全可以省略后续铰孔工序。

 

可以预见，整体烧结PCD刀具今后将在各类机加工车间得到越来越广泛的应用。

引用出處：

http://www.idacn.org/articles/2072.html

歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、複合式再研磨機、PCD地板專用企口鑽石組合刀具、粉末造粒成型機、主機版專用頂級電桿、PCBN刀具、PCD刀具、單晶刀具、PCD V-Cut刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、航空機械鉸刀、主機版專用頂級電感、’汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具、銑刀與切斷複合再研磨機、銑刀與鑽頭複合再研磨機、銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！

BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com  bw@tool-tool.com  www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw  Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com/ / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS  DIN Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end mill、disc milling cutter,Aerospace cutting tool、hss drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Compound Sharpener’Milling cutter、INDUCTORS FOR PCD’CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’POWDER FORMING MACHINE’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、Staple Cutter’PCD diamond cutter specialized in grooving floors’V-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert’ PCD Diamond Tool’ Saw Blade with Indexable Insert’NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills’end mill grinder’drill grinder’sharpener、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.

Bewise Inc.  www.tool-tool.com

ようこそＢｅｗｉｓｅ　Ｉｎｃ.の世界へお越し下さいませ、先ず御目出度たいのは新たな

情報を受け取って頂き、もっと各産業に競争力プラス展開。

弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は：

（１）精密ＨＳＳエンド・ミルのＲ＆Ｄ

（２）Carbide Cutting tools設計

（３）鎢鋼エンド・ミル設計

（４）航空エンド・ミル設計

（５）超高硬度エンド・ミル

（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

（７）医療用品エンド・ミル設計

（８）自動車部品＆材料加工向けエンド・ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は：

（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計

（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給

（４）オートメーション整備調達

（５）スポット対応～流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。   

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

由美国犹他州的PrecorpInc.公司开发并拥 有技术专利、商标名称为DiaEdge的高压整体烧结PCD钻头（PCD-veineddrill）从20世纪80年代后期开始应用于金属切削加工，但这 种钻头多年来一直未能在人们心目中建立起较高的可信度。如今，这种沿钻头刃槽长度方向开槽并将聚晶金刚石（PCD）粉在槽中通过高温高压烧结成型获得的整 体烧结VCD钻头又重新受到人们的重视，它的应用范围也得到广泛拓展。高压整体烧结PCD钻头最初只是零星应用于航空零件和电子器件的加工，如今它已成为 航空、电子、汽车、医疗器械等行业切削加工难加工材料的常规刀具，且应用范围还在不断扩大。

 

金刚石具有最高的硬度和最小的 摩擦系数，是制备切削刀具的理想材料。Precorp公司制造DiaEdge聚晶金刚石钻头的主要工艺步骤为：①制备整体硬质合金钻尖毛坯；②在钻坯上开 出窄槽；③将PCD金刚石粉与粘结剂混合后注入槽中；④将钻坯置于专用烧结压机中，在1480℃、61320kg/cm2的高温高压下烧结压制成型；⑤得 到嵌有PCD刃带的钻尖毛坯；⑥将钻尖毛坯焊接到整体硬质合金钻杆毛坯上；⑦磨制出需要的钻头几何刃形。采用该工艺可制备出具有复杂钻尖形状的整体烧结 PCD钻头，钻头直径可小至φ0.4mm。这种钻头非常适合用于高速、高效钻削加工。

 

钻尖与钻杆焊接接头距切削刃的长度取 决于钻头直径的大小，该距离应使焊接接头在加工时不会受到切削区发热的影响，以保证接头与刀体的整体性。由于焊接接头与刀体的整体性是金刚石刀具的薄弱环 节，因此有必要认真研究高压整体烧结PCD钻头不同于常规焊接式PCD钻头的使用特点。

 

常规PCD钻头的制备方法通常是在 钻尖部位加工一个凹槽，利用线切割将在硬质合金基片上沉积的PCD薄膜切割成形，然后将其焊接在钻尖凹槽中。在20世纪80年代后期，世界上只有少数厂家 （包括Precorp公司）能成功制备PCD钻头。90年代初期，焊接式PCD钻头被用于钻削加工汽车发动机活塞上的定位器孔，该活塞为过共晶铝合金铸件 （硅含量12％以上），必须使用PCD钻头加工才能达到要求的刀具寿命，钻头刃磨一次通常可加工3500副孔（实际上可能达到加工10000副孔）。但 是，焊接式PCD钻头的加工时间较长，每件加工成本较高。此外，钻头切削刃在高温作用下经常发生焊接失效现象，从而导致整个钻头破损。使用整体烧结PCD 钻头则可较好解决上述问题。

 

Precorp公司的DiaEdge整体烧结PCD钻头最早被设计用于电子工业和航空制造业， 通过进一步的加工试验，该技术的应用领域逐渐扩大。目前，该钻头可 用于加工绿色硬质合金、铝基复合材料、增强型复合陶瓷、各种牌号的铝材等，加工对象包括汽车发动机壳体、传动箱体、新型喷气战斗机的翼梁等。战斗机翼梁采 用韧性极好的复合树脂材料制成，钻孔加工量很大，如F-22喷气战机机翼的每一个表面需钻削3500个孔，每副机翼的上下表面共需钻削14000个孔。过 去采用硬质合金钻头加工20m翼梁需耗时16小时，现在采用整体烧结PCD钻头加工则只需4.5小时。降低每孔加工成本和加工时间是影响加工总成本的主要 因素，也是使用整体烧结PCD钻头的优势所在。目前，美国航空业已计划将整体烧结PCD钻头应用于B-2、A-6、777等机型的生产加工。

 

由 于金刚石钻头的价格是常规硬质合金钻头的许多倍，因此，为降低每孔加工成本，必须通过延长刀具使用寿命、缩短机床加工时间来平衡加工成本支出。整体烧结 PCD钻头与常规焊接式PCD钻头相比，以上使用原则也同样适用。如果使用整体烧结PCD钻头可使刀具失效的可能性大幅度下降，则这种钻头对难加工材料钻 削工艺可起到明显改善作用。由于加工技术的发展最终是由用户需求驱动的，因此很难确定是使用整体烧结PCD钻头还是使用常规焊接式PCD钻头最划算。因 此，选用刀具时对被加工材料及工艺完整性进行认真研究是非常重要的，加工部门与刀具制造商的密切合作是满足用户需求的最佳途径。例如，位于美国俄亥俄州的 本田传动器制造厂已将Precorp公司的整体烧结PCD钻头/铰刀（商标名称为OneShot）成功应用于汽车传动器的加工，从而使原来的三步工序缩减 为一步工序，提高了生产率。根据最新统计，本田传动器厂已使用该刀具加工了超过30万个孔，降低了生产成本，提高了产品质量，缩短了生产周期。

 

Precorp 公司制造的整体烧结PCD钻头的传统应用领域主要是航空制造业，用于加工碳纤维增强塑料工件。加工这种材料时，钻刃的锋利程度至关重要，如钻刃较钝，加工 时可能会撕裂材料中的碳纤维，从而破坏孔口的完整性。使用钻刃锋利的整体烧结PCD钻头可减轻钻头冲击，且切削刃可对孔口处的碳纤维起到修整作用。通过大 量实际加工，可获得整体烧结PCD钻头加 工碳纤维增强塑料的推荐切削速度及进给量。为防止被加工材料发生分层而采用的小进给量（约0.025～0.05mm/r）以及过大的切削速度 （100～200m/min以上）将产生较大切削热，从而引起材料中的树脂融化，为此加工时需要使用冷却液。在使用先进的切屑真空抽吸系统的情况下进行干 式钻削也可收到良好的加工效果。加工实践表明，整体烧结PCD钻头的钻孔数是标准（118°）焊接式PCD钻头钻孔数的3倍、镶PCD刀片钻头钻孔数的6 倍、硬质合金钻头钻孔数的100倍。

 

随着高速加工技术的不断发展，整体烧结PCD钻头及其它旋转刀具必将得到更广泛的应 用，这是因为机床主轴转速超过10000r/min的高速加工对于高刚性机床上使用的金刚石刀具影响很小。如今，整体烧结PCD钻头已被应用于汽车制造业 加工碳纤维增强塑料零件，如位于美国密歇根州的通用汽车Powertrain分厂使用一种称为“freedrill”的整体烧结PCD钻头加工汽车传动箱 体上的横向孔。原来使用硬质合金钻头加工时，钻头容易磨钝，并引起钻孔毛刺，因此需要每天更换钻头。改用整体烧结PCD钻头后，虽然钻头本身的成本比原来 增加了5倍，但刀具加工寿命大大延长，一年只需要换一次刀。制造碳-碳材料飞机刹车的RobertE.MorrisTurbineGroup公司最近也成 功完成了使用整体烧结PCD钻头加工刹车材料的工艺试验。事实上，钻削加工金属基复合刹车材料正成为整体烧结PCD钻头在汽车制造业的一个主要应用领域。 一家主要的金属基复合材料（MMCs）制造商Alcan公司已将Percorp公司的整体烧结PCD钻头列入加工MMC材料的工艺指南。在MMC材料中添 加碳化硅、氧化铝颗粒虽然可显著改善复合材料的机械性能，但材料中的硬质相也会加剧加工时的刀具磨损。迄今为止，金刚石刀具仍是加工MMC材料最有效的刀 具，整体烧结PCD钻头的独特结构使其具有优异的耐磨性，并可获得很高的加工尺寸精度和表面质量，在某些情况下完全可以省略后续铰孔工序。

 

可以预见，整体烧结PCD刀具今后将在各类机加工车间得到越来越广泛的应用。

引用出處：

http://www.idacn.org/articles/2072.html

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（２）Carbide Cutting tools設計

（３）鎢鋼エンド・ミル設計

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弊社の製品の供給調達機能は：

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（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

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BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

PCBN(聚晶立方氮化硼)和PCD(聚晶金刚石)切削刀具的最近进展给不同的行业制造商提供强有力的提高生产率的新动力。如汽车工业运用新的大颗粒整体PCBN刀片使得高效切削难加工合金铸铁成为可能，原先它们只能由磨削完成。

“在 最新的整体PCBN材质等级增加颗粒度已经显著改善性能，”底特律山高Carboloy先进材料产品经理David Huddle说，“较大的PCBN颗 粒大小改进耐磨性和抗冲击性，这对于大量加工象铁素体含量低于10%的铸铁材料很关键。”Huddle解释道，粗加工 这些零件时良好的抗冲击韧性对承受裂纹、砂眼和其它铸造过程留下的缺陷来说很重要。精加工时需要非常好的耐磨性，因为零件含铬量达28~30%而且硬度在 洛氏68~72之间。

最新的PCBN刀片还具有更好的可靠性和经济性。刀片厚度从传统的3.18毫米加厚到4.76毫米，能安全地安装在有刀垫座的标准硬质合金刀片刀杆上。另外，整体式PCBN结构在双面提供多个切削刃，从而降低分摊到生产每个零件的刀片成本。

除 了这种新型的整体式厚刀片，如今的PCBN刀片还有“表面烧结”型和“镶齿”型。表面烧结型是在硬质合金基体上烧结一个完整的PCBN表面。目前使用最 多的PCBN刀片是价格比较低廉的镶齿型。这种型式的刀片是在硬质合金刀片的一角镶焊一小片PCBN，一般提供一至两个切削刃。表面烧结型和镶齿型都符合 工业标准规格。和最新的整体式刀片一样，它们可以安装在标准硬质合金刀杆和铣刀盘的刀座上。

切削条件和参数

根据Carboloy的Huddle，用PCBN切削硬零件最适于合洛氏硬度值45以上的零件。‘那是业内大多数人认可的实际操作中的下限，’他说。‘我们不去说你不能用PCBN加工较低硬度的零件，但在那些应用里前刀面月牙洼磨损是个问题。’

PCBN 粗加工时，使用刀片的最大切深范围是：白口铸铁和其它硬的高铬铸铁约4.76毫米，不含铬的‘清洁’铸铁最多为6.35毫米。精加工的线速度范围 从加工高铬铸铁的每分钟105~120米高到加工灰铸铁的每分钟2100米。Huddle强调，对于所有的PCBN加工一定要有坚固的配置。‘通常包括刀 具本身、工夹具、机床主轴和机床本身。’

Huddle说，合适的PCBN精 加工速度会依工件材料、材料硬度和零件尺寸形状不同而有戏剧性地变化。‘加工洛氏硬度范围60~62的淬硬钢时，在切深 为0.5毫米条件下线速度可达每分钟180米’他建议。‘在进给量从每转0.05到0.1毫米范围时，通常能得到小于的0.3微米的很好的光洁度。在加工 稍硬的材料时，可以切得更快些，但即使那样，上限大约是线速度每分钟200米。高于这个速度磨损会加剧。显然，加工普通铸铁时的切削速度能快很多。

选用正确的刀片类型

Huddle说，PCBN加工的另外一个重要事项是关于整体式、表面烧结式、镶齿式刀片的正确选择。‘PCBN镶齿刀片在很宽范围的粗精加工应用中既经济又可靠，但有一些应用领域肯定用整体式或表面烧结式更好。’

Huddle 说，粗镗中间部位有铸造飞边的汽缸套就是一个例子。‘如果在这里使用镶齿刀片，即使切削深度完全正确，飞边很可能不可避免偏离PCBN部分。 而采用更结实的整体式或表面烧结式PCBN刀片一般不会发生这样的事。’整体式和表面烧结式刀片还有可重磨的好处，延续的使用能抵消最初投资的高成本。

Huddle强调，整体式或表面烧结PCBN刀片都能很好用于带飞边的汽缸套加工，并增加防止误解的说明，‘整体式刀片的初始成本较高。为了经济有效地使用，你要确保应用场合允许你使用两面切削刃。’

目 前PCBN刀 片应用增长最大的是硬车削，尤其是诸如硬度在洛氏60~65之间的齿轮、轴、轴承等合金钢材料的汽车发动机零件精车。‘这些零件传统磨削加 工到很高的尺寸精度和很高的光洁度，’Huddle注释道。‘现在可以用CNC车床达到相同的效果，而CNC车床的成本大概只有CNC磨床的一半，维护费 用也远低于CNC磨床。

价格较低的PCBN镶齿刀片能用于这些硬车削加工，因为切削深度较浅，在0.3到0.38毫米之间。Carboloy自己用镶齿刀片试验时，洛氏硬度60~62之间的淬硬钢零件加工出的表面光洁度一致保持在0.3微米或更低。

优化PCBN应用

通常讲，PCBN加工应该干切削。‘PCBN材料硬到足够抵抗加工产生热量引起的变形，但它也脆到冷却液的热冲击就产生裂纹，’Huddle说。‘尤其是在断续切削的场合。有断续切削的PCBN加工决不能使用冷却液。’

刀片刃口修磨是另一个强烈影响到PCBN加工成功与否的加工条件。Huddle解释道：‘记住PCBN刀片是一小片硬且很脆的将用于加工工件材料洛氏硬度可能达到62的切削材料。’

为 了达到理想的刀具寿命，PCBN刀 片的切削刃必须通过正确的刃口修磨得到加强。对于精加工铸铁只需很小的珩磨，对于白口铸铁的重载粗加工要有15度角的 宽3.8毫米的负倒棱。也可能会用到负倒棱和珩磨的组合。‘通过刀片上增加负倒棱，切削刃得到增加和强化，’Huddle解释道。‘譬如，刀尖角的起始值 90度加上20度的负倒棱，现在刀尖角变为110度。刀尖角越大，切削刃将越强。’

合理修磨PCBN刀 片的一般原则是保持负倒棱的角度同工件材料的硬度成比例，因为切削刃的加强会使切削力改变方向。因此，在加工铸铁时轻微的珩磨对精加工 是合适的，20度角宽0.02毫米的负倒棱对粗加工是恰当的。对加工硬度高到洛氏65度的钢件，合理的负倒棱范围是0.01~0.02毫米宽X20度。

用PCD粗精加工铝

同 PCBN的情况一样，PCD(聚晶金刚石)刀片的应用也在增长--虽然不是因为切削材料本身的发展。‘人们已经超越了5到10年前粘屑的困扰， ’Huddle说。‘今天，他们期望PCD刀片和硬质合金相比在经济性方面胜出，因为他们知道这些刀片在大多数有色金属应用场合戏剧性地超过硬质合金的表 现。

今天使用的大部分PCD刀片是‘镶齿’型的，它的意思指它们包含一小块焊接在硬质合金刀片一角的聚晶金刚石。镶齿刀片符合工业标准规格，所以它们可以安装在标准硬质合金刀杆和铣刀盘的刀座上。但是不象硬质合金刀片，镶齿PCD刀片是不可转位的。它们只提供一个切削刃。

PCD刀片也有标准化的‘表面烧结’型，它是将一个整面的聚晶金刚石烧结到硬质合金基体上。表面烧结型的初期成本更高，但单面上可转位，提供多个切削刃。通常买到的这种刀片是圆形的以求得最多的有效切削刃，并且主要用于特殊场合。

Huddle 说，使用PCD刀片的一个重要进展是更安全的刀片保持性--尤其对回转刀具。‘今天，你有提高刀片保持性的楔块和螺钉的组合--即使是锥度的 刀片和楔块。你也可得到传统螺钉或夹紧设计，或者PCD小片直接焊接在卡座体上的直接安装卡座式刀盘。刚性更好的工夹具配备给用户使用PCD更可靠的结 果，也帮助他们充分利用PCD带来的生产率潜力。

Huddle说，更安全的零件夹持和更好的机床及主轴刚性有相近的作用，注意到如今的 CNC车床和加工中心能提供成功应用PCD或PCBN切削刀具所有的 刚性需求。他进一步指出，随着经济的增长，新机床的数量增长迅速，为使用高性能的PCD和PCBN切削刀具提供更友好的环境。

当今PCD应用中的一个有趣的例子是精铣铝合金汽车进气管。据Huddle讲，在这些应用里刀盘通常组合PCD镶齿刀片和普通硬质合金刀片来抵抗在刀片吃刀线上碰到铸造飞边。飞边有把PCD刀头和硬质合金载体相交处分离的趋势，形成最终造成PCD刀头的移位的风险。

PCD 镶齿刀片设计用于铣削的最大切深大约是PCD刀头长度的60%，’Huddle解释道。‘你也许加工的切深达到PCD刀头的全长或稍少一些，但在有 飞边的场合你仍旧有PCD刀头从刀片上移位的风险。’Huddle说，补救办法是调节铣刀盘把某些普通硬质合金刀片在轴向和径向轻微地上下偏移。硬质合金 刀片将在紧接着的精加工PCD镶齿刀片之前切掉飞边。

另外一个主要使用PCD镶齿刀片的场合是工艺叫做‘制粒’的汽车零件粗加工。‘为了 节约运输成本和回收铝合金切屑，这一点提供象铝合金汽缸盖的铸造厂 做得 很好，’Huddle说。‘在机加工现场，用PCD对铸造零件以很高的金属切除率进行顶面、底面、侧面的半精加工。所有这一切做得非常快。然后，切屑回收 到铸造厂--加工零件是矩形的使得它们易于处理和包装。零件也很小，所以它们占较少的空间并能以较低的成本运输。

事实上PCD镶齿刀片 越来越多用于加工很多种高硅铝合金零件，’Huddle说。在汽车工业里，它们包括汽缸盖、汽缸体、进气管、传动箱和大量的各种 型式 的铝轮。应用还扩展到其它行业，如家用设施、医疗设备和航空等。Huddle解释道，零件覆盖的范围是日常生活熟悉的从洗衣机零件到用于家庭园艺工业的 ‘割草机’机身都有。

Huddle说，为了在这些应用里用PCD替代硬质合金，制造商在寻找更高的生产率，还有能消除经常换刀所需的更长的刀具寿命和保证零件光洁度要求。他指出，要取得这些好处，良好的排屑是一个关键条件。

用PCD后切屑生成很快以致于你不得不需要一个有效的方法来使它们连续地排出工作区，’Huddle说。‘你能使用冷却液、空气、油雾、冷却空气或任何一种组合。在采用任何一种办法之前，你需要确保良好的零件质量和刀片的寿命前提下排屑。

Huddle 说，有了有效的排屑和刚性好的夹具和机床，用PCD的切削速度高达每分钟3000米。‘今天的CNC加工中心和车削中心很容易产生必要的主轴 转速。’为了清晰明了，Huddle引用汽车厂生产线上整个都是由CNC机床构成。‘终有一天他们将用PCBN和硬质合金刀具加工铸铁汽缸体，并且用另一 套装备PCD和硬质合金的刀具加工铝合金汽缸体。

寻找在同一台机床使用不同的刀具技术是不简单的。这些天，越来越多的制造商正同时使用传统和先进切削材料，以使得在应用的每个对象上他们做得最好最经济。

引用出處：

http://www.idacn.org/articles/5456.html

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摘要：用人造聚晶金刚石(PCD)和天然单晶金刚石(SPD)刀具对无氧铜材料进行了切削试验，对加工表面质量进行了检测和分析。结果表明：两种刀具在超精切削中获得的加工表面质量具有相似性，因此PCD刀具在一定程度上可替代SPD刀具进行超精切削加工。

 

1 引言

 

随着仪器仪表工业的发展，对具有良好表面完整性的超精密零件的需求日益增加。超精密切削加工零件不但应具有很高的几何尺寸及形位尺寸精度，还应具有极好的稳定性，以保证整机的可靠性。

 

近 年来，超精密切削加工技术得到迅速发展，对某些有色金属材料的超精密切削加工精度已接近理论极限精度。但是，目前人们对超精密加工的微观切削机理和 切削表面完整性的研究尚不够深入，加工表面质量成为影响超精密零件可靠性的主要因素之一。工件的加工表面质量主要通过表面粗糙度、表面显微硬度、表面残余 应力等指标来反映。在普通切削加工中，由于加工硬化、表面残余应力等表面质量问题引起的形位尺寸变化相对于零件的尺寸精度要求一般可忽略不计。但在超精密 切削加工中，由于零件精度要求极高，因此任何表面参数的变化都会增加零件的不稳定性。

 

天然单晶金刚石刀具(简称SPD刀 具)是一种单点刀具，用于超精密切削可获得理想的加工精度，但因材料稀缺，因此价格昂贵。人造聚晶金刚石刀具(简称PCD刀具)为多点刀具，与SPD刀具 相比价格低廉。以前我们曾对PCD刀具的刃磨及获得超精加工要求的表面粗糙度的机理进行了研究，本文则对PCD刀具与SPD刀具在超精密加工中工件表面质 量的实现进行了对比试验研究。

 

2 试验条件

 

1.刀具几何参数

 

超 精切削加工为微细加工，切削区集中于刃口附近的微小区域，刀具的锋利程度对工件已加工表面质量具有举足轻重的影响。因此，对于超精切削刀具，除宏观几何参 数外，反映刀具锋利度的刃口圆弧半径是最重要的关键参数。图1 所示为试验所用PCD刀具刃口的SEM 照片，其刃口半径约为0.5µm；试验所用SPD刀具的刃口半径也约为0.5µm。试验用刀具的几何参数如图2所示。

 

图1 PCD刀具刃口的SEM照片

 

图2 试验用刀具的几何参数

 

2.切削条件

 

试验机床：MSG-325 超精密车床

试验刀具：PCD刀具，SPD刀具(超精加工用刀具)

工件材料：无氧铜

切削速度：v=1000r/min

进给量：(分别取不同值)

切削深度：ap=5µm

环境温度控制：20 ± 0.1℃

冷却方式：烃基冷却液喷雾冷却

 

3 测试结果

 

1.工件表面粗糙度

 

采用英国Taylor-Hobson 公司生产的Form Talaysurf表面轮廓仪测量工件已加工表面粗糙度，该仪器采用激光干涉传感器和天然单晶金刚石探头，测量精度较高。在不同进给量条件下切削无氧铜工件得到的表面粗糙度测量结果如图3所示。

 

 

图3 工件表面粗糙度测量值

 

2.工件表面显微硬度

 

采用HX-200型显微硬度计，在加载50g条件下对采用不同进给量切削时的工件表面显微硬度进行测量。图4所示为用PCD刀具和SPD刀具切削加工得到的表面显微硬度值随进给量的变化曲线。

 

 

图4 工件表面显微硬度测量值

 

3.工件表面残余应力

 

表 面残余应力测试条件：设备：RIGAKU数控X射线应力仪；电压：20kV；电流：0.6mA；X射线照射面积：4×8mm2；应力常数：- 9.4；Ø角：0°，15°，30°，45°；步长：0.5°；(2q)min=145°；(2q)max=165°。采用PCD刀具和SPD刀具加工的 工件表面残余应力测试结果如图5 所示。

 

图5 工件表面残余应力测量值

 

4 测试结果分析

 

1.由图3所示工件表面粗糙度试验曲线可知，当进给量f≤4µm/r时，PCD刀具和SPD刀具加工出的工件表面粗糙度均可达到超精加工表面质量要求(Ra≤0.01um)；

 

2.图4所示表面显微硬度测试结果表明，两种刀具获得的工件表面显微硬度比较接近，都在HV105～HV125之间；

 

3.图5所示工件表面残余应力曲线表明PCD刀具和SPD刀具获得的工件表面残余应力均为压应力，SPD刀具的加工表面残余应力变化比较平稳。

 

5 结论

 

1.在采用金刚石刀具的超精切削加工中，工件表面粗糙度、冷作硬化程度、表面残余应力等表面质量指标是保证超精密零件高稳定性和高可靠性的前提，应予以充分重视。

 

2.PCD刀具在超精加工无氧铜(f≤4µm/r)时获得的表面粗糙度、表面显微硬度和表面残余应力均非常接近。因此在超精切削加工中PCD刀具可在一定程度上替代SPD刀具。

引用出處： 

http://www.idacn.org/articles/5672.html

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岩心地质钻探规范  目    录

 

 

总    则

 

    一、本规程主要是对固体矿产岩心钻探的各项生产活动作出的规定，不包括水文地质钻探、工程地质钻探以及油、气钻探等内容。

    二、本规程主要以原国家计委地质局一九七二年颁发的《岩心钻探规程(试行)》、一九七七年国家地质总局颁发的《金刚石岩心钻探操作规程》和一九七九年颁发 的《金刚石绳索取心钻进操作规程》为基础，并总结了近些年来在生产实践中的新经验、新方法和新技术、经补充、修订而成的。

    三、本规程是岩心钻探设计、施工、管理、检验等项工作的重要依据和准则，各地质勘探的现场操作人员、科研设计人员和技术、行政管理人员都必须严格遵守和执行。

    四、本规程各条款，是对岩心钻探作出的一般性和原则性的规定要求。在贯彻执行本规程时，各局、队可因地制宜地制订实施细则和补充规定。

    五、本规程规定的各项钻探工程质量指标，是一般情况下应达到的要求。当工作矿区因处于不同普查勘探阶段而需要有不同要求或因采用新技术、新方法而改变上述 要求时，应根据需要与可能的原则，由地质和探矿部门共同商定，在地质设计(或合同)中提出具体要求，按部有关设计审批的规定报批，经批准后实施。钻孔质量 等级的划分按部计划司制订的“地质工作主要统计指标解释”中有关规定执行。

    六、本规程自颁发之日起正式实行，原同类规程即行作废，其它有关规定与本规程有不符之处，以本规程为准。

    七、本规程的解释和修改权属地质矿产部。

 

 

一章 钻进方法、钻孔结构及钻探设备的合理选择

第一节 钻进方法的选择

 

    第一条 按与钻进工艺有关的几个特性将岩石做如下分类

    1.按硬度的大小分为四类，按可钻性的高低分为十二级，其相应关系为：

    (1)软--可钻性1～3级；

    (2)中硬--可钻性4～6级；

    (3)硬--可钻性7～9级；

    (4)坚硬--可钻性10～12级。

    2.按研磨性的强弱分为三类：弱研磨性.中研磨性.强研磨性。

    3.按完整程度分为三类：完整、较完整、破碎。

    第二条 应根据岩石的可钻性、研磨性、完整程度，来选择磨料和钻进方法。

    1.1～6级和部分7级岩石宜选用硬质合金、针状硬质合金或聚晶金刚石、复合片钻进。

    2.4～12级岩石宜选用金刚石回转钻进。

    3.7～12级岩石也可用钢粒钻进。

    4.6～8级岩石可硬质合金冲击回转钻进；6～12级，特别是弱研磨性岩石，可选用金刚石冲击回转钻进。

第二节 钻孔结构的选择

第三条 设计与施工钻孔时，要充分考虑地质条件、钻孔深度、终孔直径、钻进方法、护孔措施和设备情况，并合理选择开孔直径、换径次数与深度、套管程序等。

                            第三节 钻探设备的选择

    第四条 应根据钻孔设计深度、钻孔设计倾角、岩层条件、钻进方法以及钻孔设计结构等，合理地选择钻探设备。应尽量选择电动机动力机。常用设备配套见表1。

    第五条 金刚石岩心钻探必须选用有较高转速和有较大调速范围的液压钻机，并须配备有孔底压力指标表。同时也要求配备有转速度、扭矩表。选用电动机驱动时，还须配备有电压表和电流表。

    第六条 金刚石岩心钻探应选用变量泵，并须配备有泵压表和流量计。在选用一般泥浆泵时，其最大泵压应能达到40公斤/厘米2，最大泵量要在100升/分以内，泵量要便于调节(可采用改变缸径与柱塞直径、增加变速机构等方法)。

 

岩心钻探常用设备配套表

设       计

钻孔深度

（米）

钻进方法

钻进型号

泥浆泵型号

动力机功率

拧管机

 

 

型号

照明发电

机功率

（千瓦）

钻塔类型

钻机

泥浆泵

联动

千瓦

马力

千瓦

马力

马力

0-100

硬质合金

钢      粒

XJ-100-1

60/15

卧式单杠

-

-

-

-

10

（或7.5千瓦）

-

0.85

7-8米三角架

金 刚 石

XY-1

（XU-100）

60/15

卧式单杠

100-300

硬质合金

钢      粒

XU-300-2

BWB90

17

20-24

5.5

10

40-48

NY-100

0.85-1.3

9-14.5米木塔

12米铁塔

金刚石

XY-2

300-600

硬质合金

钢      粒

XU-600-3

BWB90

30

40-48

5.5

10

60-80

NY-100

0.85-1.3

SG-18钻塔

SGX-17钻塔

16米斜塔

金 刚 石

XY-3

600-1000

硬质合金

钢      粒

XB-1000A

BWB250

40

60-80

30

40

-

NY-100

1.3以上

SG-23钻塔或SG-18钻塔SGX-17钻塔

金 刚 石

XY-4

（JU-1000）

1000-1500

金 刚 石

硬质合金

钢      粒

XY-5

（JU-1500）

 

BWB250

BWB300

35

65-80

30

40

-

NY

1.3以上

SGZ-23钻塔

   注：使用泥浆作冲洗液时应配备0.3～0.6米3规格的搅拌机。

 

第二章 钻探设备的安装

第一节 修筑地基

    第七条 应根据地质设计和选用的设备类型来修筑地基。在确定孔位时，应考虑施工安全与方便，尽量少占或不占农田。已确定的孔位要立木桩，斜孔要设方位桩。孔位和倾角确定之后不得任意变更。

    第八条 修筑地基必须遵守下列规定

    1.机场地基必须平整、坚固、适用。钻塔底座填方部分不得超过塔基面积的四分之一，填方部分还必须采取有效措施防止塌陷和溜方。孔深超过600米以深及土层松散、地形坡度大于30度时，塔基不许安装在填方部位上。

    2.在山坡修筑地基时，地基靠山坡一边的坡度要适当。当地基岩石坚硬、稳固时，坡度不得大于80度；地基特别松散时，坡度不得大于45度，并要除掉坡上的活石。

    3.修筑地基需要进行爆破作业时，必须遵守《坑探规程》中有关爆破作业的安全规定，凡没有爆破许可证者，严禁从事爆破作业。

第二节 安装、拆卸与迁移

    第九条 安装基座必须遵守下列规定

    1.应根据设备类型、钻孔设计深度和地区条件选定基座的结构型式。无论何种基座(基台木、混凝土、槽钢和工字钢等)都必须保证安装稳固、周正、水平。

    钢质基座：应按使用说明书规定进行安装，不得使用有裂纹的和变形的槽钢和工字钢做地梁。在钢质基座下面的主要着力点，都应垫好木板、枕木。

    混凝土基座：灌注混凝土时，水泥、砂子、碎石所需的体积比为1：3：6；特别松散的地层为1：2：4。灌注混凝土用的砂子、碎石要清洗干净，与水泥要搅拌均匀；灌注时要捣实，灌注后要注意养护；并认真检查螺杆间的相互距离，要符合设计要求，不得有偏斜。

    2.在四个塔角、钻机的着力点和孔口四周都应铺设上、下两层材质坚韧的基台木，遇深孔和土层松散时应在下部用混凝土加固。其安装形式一般按钻塔底盘和钻机地脚螺孔的排列尺寸铺设，见表2。

 

常用钻机、钻塔底座安装尺寸                      表2

钻机安装尺寸（毫米）

钻塔安装尺寸（米）

钻机型号

机座螺孔尺寸

孔前距

变角点

高  度

钻塔类型

钻塔

高度

钻    塔

底盘尺寸

左右

前后

XJ-100

564

418+385+385

186

730

三角管架

7

2．8×3。2

XU-100

558

400+436+100

182

730

XU-300

840

3×540

（4×455）

180

（167）

967

直  塔

斜  塔

12．5

12

4．5×4。5

4。5×7。6

XU-600

960

400+1220+400

（400+675+785+400）

243

1240

直  塔

管子塔

斜  塔

17

18

16

5．0×5。0

4．5×4。5

5．0×9。2

XY-3

976

4×520

292

1148

XB-1000

990

1365

62

1033

直  塔

管子塔

SGZ-23

22

23

23

5．5×5。5

5．5×5。5

5．5×5。5

JU-1000

 

668+680+668

259．5

1160

JU-1500

1260

500+615+615+615

386

1250

    注：括弧内数字为老产品规格。

      基台木的长度应比钻塔底盘长出200～500毫米。连接基台木的螺杆直径不得小于16毫米，并在靠近基台木处上下加垫。基台木的断面规格如下：

      100型钻机           150×150(毫米)

      300型钻机           200×200(毫米)

      500-600型钻机       220×200(毫米)

      1000-1500型钻机     250×250(毫米)

第十条 安装与拆卸钻塔必须遵守下列规定

    1.安、拆钻塔工作应在安装队(组)长或机长的指挥下进行；安装人员必须戴安全帽。在塔上工作时必须系牢安全带、要穿平底的橡胶鞋；不得在台板上放任何物件；必要的工具、螺栓要放在工具袋内；不得在安、拆钻塔的同时在塔下进行工作。

    2.钻塔应安装稳固、周正。安、拆钻塔前，应对钻塔构件及所用的工具、绳索和挑杆进行严格检查。

    3.安装钻塔时，台板必须架设牢固；各部螺栓与构件的规格要合乎要求并要装全、装牢；钻塔安装完毕后，要从下向上认真进行检查、调查，直至符合要求。

    4.拆卸钻塔时，应从上向下逐层逐件拆卸，禁止先拆下层构件，或同时拆卸上下层构件，严禁由塔上往下抛扔钻塔构件、螺栓、工具等。

    5.夜间或刮六级以上强风以及雷雨、雪、雾气时，禁止安、拆钻塔。冬季施工时，必须清除梯子，台板及鞋底上的冰、雪、霜后，方可上塔工作。

第十一条 安装与拆卸钻架必须遵守下列规定

    1.钻架腿应用坚固的直杉木或相应强度的木材、钢管制做。穿钉孔距架顶的距离不得短于200毫米；木钻架穿钉孔上下要用铁丝或铁板加固；用钢管制旧作的钻 架腿，要在连接接头的外部用钢管接箍加固。穿钉须用30号钢制做，穿钉直径与木钻架腿梢径的要求见表3。钻架腿必须座在基台木上并固定牢靠，架腿与架腿之 间要安牢拉手。

     木钻架架腿梢径与穿钉直径规格                   表3

 

  架腿长度（米）

  梢   径（毫米）

  穿钉直径（毫米）

  适用孔深（米）

   7-8

   9-10

   12-14．5

      >110

      >130

      >150

      >30

      >40

      >50

      0-100

      100-300

      300-600

     2.竖立钻架时，应先将钻架顶部架起一定高度；架顶要栓好安全绷绳，两腿底端暂时固定，另一腿(四角架则是两腿)底部绑上钢丝绳或粗麻绳，由专人统一指挥，用绞车或人力均匀牵引。

    3.安装斜孔钻架时，应使钻架两前腿所包含的平面与水平面的夹角小于钻孔设计倾角2～5度；后腿与水平面夹角为80～83度。

    4.立、方钻架时，工作人员必须离开钻架起落范围，并要有专人掌握绷绳，随时注意观察绷绳松紧程度和钻架起落过程中的动向。

    第十二条 安装机电设备必须遵守下列规定

    1.安装机电设备必须稳固、周正、水平。各相应的传动轮必须对线；连接机座与基台木的螺杆上端须加防松螺帽或弹簧垫圈。

    2.钻机立轴轴心线、天车中心(或前缘切点)与孔口(拧管机)中心必须在同一条直线上。

    3.电器设备必须安装在干燥、清洁的地方，严防油、水及杂物侵入；电器设备及起动、调整装置的外壳，应有良好的接地保护装置。

    第十三条 活动工作台必须安装牢靠，并有可靠的制动、防坠装置。用直径9～10毫米的钢丝绳作平衡绳和导滑绳。在平稳铊接近地面部位应用栏杆围好。活动工作台围栏高度为1.2米，底盘周围的护板高度，须在150毫米以上。

    第十四条 冲洗液循环系统一般应安设在靠地基下方一侧，距塔脚0.5米以上，并安设防冻、防雨设施。

    循环槽长度应长于15米，内宽220～250毫米，高220毫米，坡度1/100～1/80(相当于15米槽长范围内首尾高度相差0.15～0.20 米)；槽中每隔1.5～2米要上下交错安设挡板，上挡板高100毫米，距槽底50毫米，下挡板高100毫米，直接安靠至槽底。水源箱及沉淀箱各两个，每个 容积：水源箱1米3以上；沉淀箱0.5米3以上，钻进复杂岩层及深孔时还应适当加大容积。

    第十五条 机场内必须安设下列安全防护设备

    1.应根据施工现场及当地当时的气候条件选择场房类型。场房应能防寒、防雨，有充足的光线和足够的操作空间。

    2.地板安装必须平齐、稳固，地板厚度要大于40毫米。传动皮带和机械传动部分的外部，应安设牢固的防护栏杆或防护罩；XB-500型钻机使用平衡器时，应安装保险绳。

    3.座式天车要有安全挡板，吊式‘天车要有保险绳’。台板要安设牢固，并架设1.2米高的坚固栏杆。台板厚度要大于50毫米。钻杆立根长度超过12米时，要架设2～3处钻杆支撑靠架，并使各层支撑架在同一斜面上(安装有扶、摆管器者除外)。

    4.钻塔塔套包挂要端正。塔套边缘孔眼处和横、斜拉手处的钉带要栓牢。

    5.必须用直径12.5毫米以上的钢丝绳做钻塔的绷绳，塔高18米以下的设四根，塔高18米以上的分两层设八根。各绷绳的张力要相等，安装位置要力求对称(三角架绷绳相互夹角相等)，绷绳与水平面的夹角要小于45度。

    6.雷雨季节施工时，塔上必须安设避雷针，并要与钻塔绝缘良好。钢质避雷针截面应大于100毫米2，钢质引下线截面应大于28毫米2，铝质引下线截面应大 于16毫米2。避雷针应高出塔顶1.5米以上。引下线与钻塔及绷绳的距离应大于1 米，接地装置与电机接地体、孔口管、绷绳锚杆的距离应大于3米。避雷针、引下线和接地体的连接必须严密牢靠，不便于在现场焊接时，应预先将各部件连接处焊 以接触面积大于10厘米2的金属板，安装时再用螺栓紧固。接地电阻应小于15欧姆。

    第十六条 拆卸与搬运工作必须遵守下列规定

    1.拆卸各种机器时，禁止用大锤猛力敲打或盲目乱拆。由机器上拆下的小零件、仪表、油管等，应专人妥善保存。气孔、油眼必须堵严。各连接螺栓、螺帽、轴座、销子等，卸除后仍应装回原处。

    2.严禁从山上向山下抛掷、滚放器材、工具。

    3.用汽车搬运机械时，要放稳绑牢。装卸车时，要用足够强度的木板塔跳板。由有经验的人指挥，并应互相配合好。

    4.在地形平缓、钻孔相互间距离较近、又具有牵引设备时，可采用整体迁移和半整体迁移的方法搬运设备。迁移前要详细了解通过地段的地面及空中状况，迁移过程中要有专人指挥。在有高压电网的地区不得在高压线下作整体迁移。

第三章  金刚石钻进

第一节 开孔

    第十七条 应根据地层特点选择不同的开孔方法。

    1.在冲积层、堆积层或松散的砂土层开孔时，可使用肋骨钻头、刮刀钻头并使用泥浆作冲洗液，也可使用普通硬质合金钻头干钻。坍塌严重时，可从孔口灌注稠泥浆或分段投入粘土球，捣实后再钻进，也可使用聚丙烯酰胺低固相泥浆护壁。钻进预定深度后，及时下入孔口管。

    2.在砾石层开孔时，可用冲击钻头钻进也可在孔口挖坑、灌注水泥后直接钻进，或先挖掘一定深度，埋入孔口管后再钻进。钻进中除用泥浆护壁外，还可采用跟套管、注入快干水泥等方法，分段护壁、分段钻进。

    3.在硬岩盘开孔时，应先用硬质合金钻头钻进300毫米深，然后用旧的孕镶金刚石钻头钻进。

    硬质合金、钢粒钻进时开孔方法同上。

第二节 金刚石钻头、扩孔器的选择和使用

    第十八条 金刚石的品级、金刚石钻头与扩孔器的规格、性能必须符合《DZ2-78地质岩心钻探金刚石钻头、扩孔器》标准的要求。

    第十九条 应根据岩石的可钻性、研磨性和完整程度来选择钻头、扩孔器的类型、金刚石粒度和浓度及胎体硬度。

    1.在硬的、坚硬的、可钻性级别高的和裂隙、破碎的岩石中钻进时，应选用细粒表镶或细目数孕镶的钻头、扩孔器。

    在中硬的、可钻性级别低的和均质、完整的岩石中钻进时，应选用粗粒表镶或粗目数孕镶的钻头、扩孔器。

    2.在研磨性强的岩石中钻进时，应选用硬胎体的钻头、扩孔器。

    在研磨性弱的岩石中钻进时，应选用软胎体的钻头、扩孔器。

    钻头和扩孔器的具体选用可参照表4。

    第二十条 钻头与扩孔器及卡簧之间要合理配合。

    1.扩孔器外径应比钻头外径大0.3～0.5毫米，岩层坚硬时应采用下限数值。

    2.卡簧的自由内径应比钻头内径小0.3～0.4毫米。

    第二十一条 钻进时，应按钻头和扩张孔器外径的大小，排好顺序轮换使用，即先使用外径大的，后使用外径小的；对于钻头来说，还应同时考虑先用内径小的，后用内径大的。

    第二十二条 新钻头到达孔底后，必须进行“初磨”，即轻压(为正常钻压的1/3左右)、慢转(100转/分左右)钻进10分钟左右，然后再采用正常参数继续钻进。新钻头钻进的第一个回次进尺不宜过长，应及时提钻检查钻头的磨耗情况。

    第二十三条 减压钻进倒杆时，必须先用升降机将孔内钻具拉紧(不得提离孔底)，倒杆后用油缸减压并在小于正常钻压的情况下平稳开车。

    第二十四条 掌握“五不扫”，即不用金刚石钻头扫孔、扫残留岩心、扫脱落岩心、扫掉块和扫探头石。

第二十五条 掌握“三必提”，即遇下钻受阻轻转无效、岩心堵塞、钻速骤降时必须提钻。

第二十六条 钻头出现以下情况时，不得再下入孔内。

    1.表镶钻头内外径尺寸较标准尺寸磨耗0.2毫米以上的；孕镶钻头内外径尺寸较标准尺寸磨耗0.4毫米以上的；

    2.表镶钻头出刃尺寸超过金刚石颗粒直径1/3的；

    3.表镶钻头有少数金刚石脱落、挤裂或剪碎的；

    4.孕镶钻头出现石墨化现象的；

    5.钻头出现明显偏磨的；

    6.钻头水口和水槽小于标准尺寸的；

    7.胎体有明显裂纹、掉块、沟槽或严重被冲蚀的；

    8.钻头体变形，丝扣损坏的。

第二十七条 避免钻头非正常损坏的措施

    1.孔底应保持清洁，当发现有硬质合金、胎块、金刚石、金属块、脱落岩心及孔壁掉块时应采用冲、捞、抓、粘、套、磨、吸等方法加以清除。

    2.不准在同一钻孔中交替采用金刚石钻进和钢粒钻进的方法。

    3.钻具通过换径、探头石、孔壁掉块等部位以及在斜孔和干孔中下钻时，必须放慢下降速度。

    4.换径后应用锥形钻头修整换径台阶。

    5.地层由硬变软时应减压并控制钻进速度。

    6.钻进过程中应有专人，定时观察冲洗液消耗情况。

第二十八条 使用金刚石钻头及扩孔器时，要填写使用卡片，及时记录每回次的各种有关数

据及磨耗情况。钻头或扩孔器停用后，应及时作出评述，并连同卡片一起交探矿部门保存。

根据岩石物理机械性质选用金刚石钻头和扩孔器参考表        表4

常      见     岩      石      举     例

泥灰岩、绿泥石片岩、页岩、千枚岩、泥质砂岩、硬质片岩

 

大理岩、石灰岩、泥灰岩、蛇纹岩、辉绿岩、安山岩、辉长岩、片岩、白云岩、硬砂岩、橄榄岩

片麻岩、玄武岩、闪长岩、角闪长岩、石英二长岩、混合岩、矽卡岩、伟晶岩、花岗闪长岩、流纹岩、花网岩、钠长岩

石英斑岩、高硅化灰岩、坚硬花岗石、碧玉岩、霏细岩、石英岩、石英脉、含铁石英脉

硬                           度

软

中   硬

硬

坚   硬

可           钻              性

1～3

4～6

7～9

10～12

研           磨              性

弱

弱

中

中

强

强

弱

表

 

镶

 

钻

 

头

 

人    造    聚    晶

 

———

———

———

 

 

 

天    然

金 刚 石

粒    度

（粒/克粒）

15～25

 

———

———

 

 

 

 

25～40

 

 

———

———

 

 

 

40～60

 

 

 

———

———

 

 

60～100

 

 

 

 

———

———

———

胎  体

硬  度

（HRC））

Ⅰ（20～30）

 

———

 

 

 

 

———

Ⅲ（35～40）

 

 

———

———

 

 

 

Ⅴ（＞45）

 

 

 

 

———

———

 

 

 

孕

 

镶

 

钻

 

头

人 造

金 刚

石 网

目 数

（目）

 

 

天 然

金 铡

石 粒

度

（目）

＞46

20～30

 

———

———

 

 

 

 

46～60

30～40

 

 

———

———

———

 

 

60～80

40～60

 

 

 

———

———

———

 

60～100

60～80

 

 

 

 

———

———

———

胎

 

体

 

硬

 

度

 

（HRC）

0（10～20）

 

 

 

 

 

 

———

Ⅰ（20～30）

 

———

 

 

 

 

———

Ⅱ（30～35）

 

 

———

———

 

 

 

Ⅲ（35～40）

 

 

 

———

———

 

 

Ⅳ（40～45）

 

 

 

 

———

———

 

Ⅴ（＞45）

 

 

 

 

 

———

 

表  镶  扩  孔  器

 

——-

———

———

———

 

———

孕  镶  扩  孔  器

 

 

———

———

———

———

———

 

第三节 金刚石钻进技术参数

    第二十九条 钻头压力(简称钻压)

应根据岩石的可钻性、研磨性、完整程度、钻头底唇面积、金刚石粒度、品级和数量选择钻压，见表5。

金刚石钻进推荐钻压表                表5

 

          钻头    钻头

钻头      压力    直径

           （公   （毫

   种类      斤）  米）

  36

 

 （36）

 

     46

 

    （46）

     56

 

    （56）

66

76

 

 

(91)

 

普    通

表镶钻头

初压力

50～100

100～200

250

焉   常

压   力

200～400

300～600

400～750

500～850

600～1000

800～00

普通孕镶钻头

250～450

400～700

450～850

500～1000

600～1100

800～1500

 

 

绳索取

 

 

心钻头

 

表镶

一   般

压   力

 

500～700

600～800

 

800～1000

900～1200

最   大

压   力

 

800

1000

 

1200

1300

孕镶

一   般

压   力

 

600～800

700～1000

 

900～1200

1000～1400

最   大

压   力

 

1000

1200

 

1400

1600

 

 

 

 

 

  注：括号内数字为管材新标准系列（下同）。

    1.表镶钻头按每粒金刚石压力为1.5～2.5公斤计算，在金刚石质量较好、颗粒较粗、岩石坚硬完整的情况下，可采用较高的单粒压力；反之，应采用较低的单粒压力。钻进过程中随着金刚石的磨钝，钻压应逐步增大。

    2.孕镶钻头按单位底面积压力为40～80公斤/厘米2计算。

    3.在钻孔弯曲、超径的情况下或钻进强研磨性、破碎岩层时，钻压应适当降低。

    4.钻进过程中钻压应保持平稳，不得用升降机进行减压。

    第三十条 钻头转速(简称转速)

    应根据岩石的可能性、研磨性、完整程度及钻头直径选择转速，见表6。

    1.表镶金刚石钻头底唇面的线速度范围为1.0～2.0米/秒；孕镶金刚石钻头底唇面的线速度范围为1.5～3.0米/秒。

    2.正常钻进时，应在机械能力、管材强度允许的前提下，尽可能提高转速。

    3.在孔深、钻孔弯曲、超径的情况下或钻进强研磨性、破碎岩层时，转速应适当降低。

金刚石钻进推荐转速表达式            表6

转速       钻头

（转/分）     直径

           （毫米）   

钻头

   类型

 

36

 

   （36）

 

     46

 

    （46）

 

     56

 

    （56）

 

     66

 

     76

 

    （75）

 

 

 

    （91）

 表         填

 

650～1300

 

500～1000

 

400～800

 

350～650

 

300～550

 

250～500

 

 孕         镶

 

1000～2000

 

750～1500

 

600～1200

 

500～1000

 

400～850

 

350～700

 

 

    第三十一条 泵量与泵压

    应根据岩石的可钻性、研磨性、完整程度、钻进速度和钻头直径选择泵量，见表7。

 

金刚石钻进推荐泵量表            表7

 

 

钻头直径（毫米）   

 

36

 

   （36）

     46

 

    （46）

     56

 

    （56）

     66

     76

 

    （75）

 

 

    （91）

 表         填

 

650～1300

 

500～1000

 

400～800

 

350～650

 

300～550

 

250～500

 

 孕         镶

 

1000～2000

 

750～1500

 

600～1200

 

500～1000

 

400～850

 

350～700

 

    1.在转速较高、钻进速度较快、岩石研磨性较强、岩石颗粒较粗时，应选用较大泵量，反之则泵量应减少。

    2.金刚石钻进时泵压损失较大。正常情况下泥浆泵管路系统、双管和钻头的泵压损失为8个大气压左右，每百米钻杆约损失两个大气左右。

    3.钻进时必须随时观察泵压变化，严防送水中断和钻具中途泄漏。

    4.不允许用三通水门调节泵量。

第四节 采取岩心

    第三十二条 取心守则

    1.金刚石钻进必须用岩心卡簧卡取岩心，任何情况下都严禁干钻取心。

    2.卡取岩心时，必须先停止回转，用立轴将钻具慢慢提离孔底，使卡簧抱紧岩心。提断岩心以后不得再将钻具放到也底试探。

    3.每回次都应尽量采净岩心，以免下个回次下钻时损伤钻头。残留岩心超过0.2米时，应用岩心捞取器专程捞取，严禁用金刚石钻头套扫。

    第三十三条 使用绳索取心钻具时应遵守的规则

    1.下打捞器以前，必须在孔口钻杆上端拧上护丝，打捞器将接近内管上端时，应放慢下降速度；反复捞取内管无效时，不得猛冲硬墩，应提钻查明原因。

    2.打捞内管在提升钢丝绳时，应注意孔口钻杆内是否有冲洗液涌出，以判断内管是否打捞上来。

    3.内管未到底前不准扫孔钻进。

    5.钻杆打断后，不准下入打捞器捞取内管。

    6.内管提上后，如发现管内无岩心，应立即提钻。

    7.打捞器上的钢丝绳应绑结牢固，并应装安全绳；当脱卡销超过250公斤的拉力时应能被剪断，从而使打捞器安全脱卡。

第五节 金刚石钻进注意事项

    第三十四条 预防钻具强裂震动的措施

    1.使用直的机上钻杆、轻型高压胶管和转动惯量小的水龙头。不得使用弯曲度超过规定的钻杆和粗径钻具。

    2.钻压、转速要与岩层相适应，不要盲目加压或提高转速。

    3.使用润滑冲洗液减阻。

    4.使用减震器、扶正器或稳定接头。

    5.适当减少泵量。

    6.选择合理的钻具级配，已表8、9。

 

 

 

金刚石钻探钻具级配表      表8

 

 

钻孔直径（毫米）

（以扩孔器公称外径为准）

钻   杆   外   径

（毫米）

钻杆与钻孔环状间隙

（毫米）

36．5（37）

33（33）

1．75（2）

46．5（47）

42

2．25

43（43）

1．75（2）

 

56．5（60）

50

3．25

53（54）

1．     75（3）

2．      

66．5

53

6．75

60

3．25

76．5（75。5）

60（71）

8．25（2。25）

（91．5）

（71）

（10．25）

 

金刚石绳索取心钻具级配表           表9

 

钻孔直径（毫米）

（以扩孔器公称外径为准）

钻杆外径

（毫米）

钻杆与钻孔环状间隙

（毫米）

46．5（47）

43（43。5）

1．75（1。75）

56．5（60）

53（55。5）

1．75（2。75）

66．5

63

1．75

76．5（75。5）

73（71）

1．75（2。25）

     （91．5）

  （71）

     （10．25）

 

    第三十五条 金刚石双管应符合以下要求。

    1.单动性能良好、各部件之间的同心度要好。

    2.管材无伤裂。

    3.丝扣要好。

    4.装配好的钻具在垂直吊起时短节与卡簧座不得自由脱落。

    5.装配好的钻具卡簧座底端与钻头内台阶的距离为3～4毫米。

    第三十六条 使用双管必须遵守的规则

    1.不得用管钳拧卸钻头、扩孔器和内外管，而应用多触点钳或磨擦式钳，同时还应注意，钳牙不得触及钻头或扩孔器的胎块部位。

    2.退出岩心时，要用橡胶锤、木锤敲打内管。不得用铁锤直接敲打双管的内外管，必要时可在管外垫钢质护套。

    3.双管在移动时不能猛力拖拉或撞击；存放时要摆平，不得重压；运送时要套装；装卸时要轻放。

第四章 硬质合金钻进

第一节 硬质合金钻头的选择和使用

第三十七条 取心硬质合金钻头的规格必须符合《地质钻探钻头图谱》中标准图纸的要求。

应根据钻头直径、岩石性质和所钻进岩层的最高的生产指标(机械钻速、回次进尺、钻头进尺)和经济指标(钻头成本、使用次数)选择钻头上切削具的数量、出刃大小、镶焊角度及刃尖角。钻头的内、外、底出刃应对称、平整，镶焊要牢固，不合格者，不准使用。

旧钻头经修磨合格后方能再用。

    第三十八条 针状硬质合金钻头体不得短于95毫米。与金刚石钻头交替使用的针状硬质合金钻头，内外出刃应与相应的金刚石钻头一致。

    第三十九条 相邻回次的硬质合金钻头内外径不得相差过大。

    第四十条  钻头下入钻孔后，应慢速、轻压扫孔到底，再逐渐加足所需压力。钻进硬岩层时严禁在压力不足的情况下单纯加快转速。

    第四十一条 合理掌握回次提钻长度。要根据钻头的磨损情况，改进下一个回次的钻进技术参数。

    第四十二条 孔内残留岩心在0.5米以上或有脱落岩心时，必须用旧钻头处理，不得下入新钻头。

    第四十三条 下钻中途遇阻，不得猛墩，可用钳子扭动钻杆或开车试扫。针状硬质合金钻头下钻遇阻，经采取上述措施无效时，要换普通钻头处理。

    第四十四条 拧卸钻头时，严防钳牙咬伤硬质合金、合金胎块或夹扁钻头。严禁用大锤敲击钻头。

第二节 硬质合金钻进技术参数

    第四十五条 硬质合金钻进技术参数见表10。

不同岩层钻进技术参数范围表      表10

 

 

岩石级别

                                  钻  进  技  术  参  数

                钻  头  压  力

转    速

（转/分）

泵    量

（升/分）

 

      取心钻头

     （公斤/粒）

刮刀钻头

（公斤/厘米）

1～4级

 

      50～60

       100～120

         200～350

       ﹥80

5～6级

部分7级

      80～120

       120～150

        150～250

       ﹥80

  注：（1）针状硬质合金块每块能承受的压力为150～200公斤；

     （2）100型钻机的泵量，以水泵最大有效排水量送给。

第三节 硬质合金钻进注意事项

    第四十六条 钻进中要保持压力均匀，不得无故提动钻具或变更钻进参数。倒杆后开车时，应降低孔底压力。发现孔内有异状，如糊钻、憋水或岩心堵塞时，经处理无效，应立即提钻。

    第四十七条 取心时要选择合适的卡料或卡簧。投入卡粒后应冲孔一段时间，待卡粒到达钻头部位后再开车，采心时，不要频繁提动钻具。

    第四十八条 孔底有硬质合金碎片时，必须设法捞净或磨灭。

第四十九条 使用肋骨钻头或刮刀钻头钻进时，应及时划眼。

第五章 钢粒钻进

第一节 钢粒钻头及钢粒的选择和使用

    第五十条 钢粒钻头的规格、性能必须符合《地质钻探钻头图谱》中标准图纸的要求。

    钻头水口为双斜边、双弧形或单弧形，其上宽为15～30毫米，下宽为圆周长的1/4～1/3，高120～180毫米。

    正循环钻进时，钻头的有效长度应大于150毫米；反循环钻进时，钻头的有效长度应大于100毫米。钻头唇部严重变形时，必须将变形部分切除。

    第五十一条 钢粒的规格、性能必须符合《DZ17-73》标准的要求。

第二节 钢粒钻进技术参数

    第五十二条 应根据岩石的研磨性、可钻性和钻头直径选择转速。一般为120～250转/分。钻进致密、弱研磨性岩石或用小直径钻头时，可采用较高转速；钻进强研磨性的岩石或用大直径钻头时，可采用较低的转速。

    第五十三条 应根据岩石可钻性和所用钢粒的强度选择钻头底唇面单位面积压力，一般为30～45公斤/厘米2。

    第五十四条 泵量

    采用一次投砂法时：

    回次初泵量=钻头直径的厘米数×3～4升/分；

    回次未泵量=钻头直径的厘米数×2～3升/分。

    采用定时分组或连续投砂法时：

    泵量=钻头直径的厘米数×2.5～3.5升/分。

    使用喷射式反循环钻具时，泵量应较正循环适当增大。

    第五十五条 应根据钻头直径、钢粒质量、岩石性质选择投砂方法和投砂量。采用一次投砂法时，回次投砂量一般1.5～4公斤。

第三节 钢粒钻进注意事项

    第五十六条 粗径钻具上端必须带取粉管，回次终了要冲孔。孔底钻粉超过0.3米(指无残留岩心时)必须专门捞取。钻进时应适当提动钻具、调节泵量。

    第五十七条 应根据岩心的形态、钻头唇面的磨损情况和取粉管内钻粉的粒度，确定下一个回次的钻进技术参数和投砂量。

    第五十八条 在岩石可钻性、钻孔直径相同的情况下，三个班的投砂量、投砂方法和钻进技术参数应基本一致。

第五十九条 正循环钻进时应通过钻杆投砂，反循环钻进时可用其它方法投砂。但都不得从孔口倒入。

引用出處：

http://blog.sina.com.cn/s/blog_4511dfe20100lika.html

http://blog.sina.com.cn/s/blog_4511dfe20100lik9.html

http://blog.sina.com.cn/s/blog_4511dfe20100lik6.html

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作者：满卫东 汪建华

作者：武汉化工 学院 满卫东 汪建华(end) 随着对提高金刚石薄膜刀具膜—基附着力工艺研究的不断进展，金刚石薄膜的附着强度将不断提高。可以预见，高质量、低成本的金刚石薄膜刀具将在机械加工中发 挥越来越重要的作用。 ·简化制备工艺，提高沉积速度，降低生产成本。 图7 不同厂家的金刚石薄膜刀具在相同加工条件下的性能差异 对于特殊几何形状刀具(如立铣刀等)，如何控制热流使大批量生产时刀具能均匀受热，也是亟待解决的技术难题。综上所述，涂覆金刚石薄膜的硬质合金刀具的工 艺研究方向除了提高膜—基附着力外，还应包括以下几个方面：

 

 

 

 

 

 

 

 

高浓度含碳气源可以提高金刚石薄膜的生长速度，但同时也会提高金刚石薄膜中的非金刚石成分，因此对含碳气源浓度的控制十分重要。图6为不同甲烷浓度对金刚石薄膜内应力的影响。 图5 不同温度下硬质合金表面Co含量的变化 2) 含碳气源浓度的控制

 

 

 

 

 

在 金刚石薄膜与基底之间添加中间过渡层可消除薄膜与基底因晶格失配、热膨胀系数差异而造成的内应力，同时可阻止在沉积过程中薄膜与基底之间直接发 生反应，可防止碳过度渗入基底并防止Co在沉积温度下从基底深处向表面扩散，从而影响金刚石的生长。中间过渡层材料的选择应遵循以下几点原则：①热膨胀系 数适中，可释放金刚石薄膜与基底之间的热应力；②与硬质合金和金刚石均有较好附着力；③化学性质稳定，具有一定机械强度；④可与Co反应生成稳定的化合 物，或能阻止Co在高温沉积过程中向表面迁移。常用的过渡层材料有Si及Ⅳa、Va、Ⅵa金属及其氮化物、碳化物和硼化物。过渡层可分为单一过渡层和复合 过渡层。单一过渡层材料包括Ti、B、Al、TiC、TiN、Cu等。虽然单一过渡层的制备工艺较简单，但由于材料的单一性，很难完全满足对过渡层的功能 要求。为此，在单一过渡层的基础上研制出了如B/TiB2/B、TiCN/Ti、WC/W、TiN/TiCN/TiN等复合过渡层。虽然复合过渡层的制备 工艺较复杂，但搭配合理的多层材料能较充分地满足对过渡层的功能要求，改善刀具性能。如采用如图4a所示的B/TiB2/B复合过渡层时，基底表面的B能 与Co化合生成性质稳定的CoB，从而钝化Co；表层的B与金刚石薄膜具有较好的附着性；过渡层主体TiB2可有效阻止Co迁移，同时又能释放金刚石薄膜 与基底之间的热应力。如图4b所示的TiCN/Ti复合过渡层能有效防止刀具体相因脱碳处理生成第三相(Co3W3C)而降低刀具基体强度，Ti与金刚石 薄膜也具有良好的附着性。制备中间过渡层的工艺方法主要有蒸发镀层法、溅射法、CVD法等。 按上式可估算出薄膜热应力σth=-4.21GPa(为压应力)，巨大的热应力可使金刚石薄膜与基底的附着力显著下降。 Tr——室温，取Tr=298K f) s)(Ts-Tr)(/1-f-th=Ef( 金刚石薄膜内的残余应力对膜—基附着力影响很大。薄膜内的残余应力主要包括热应力σth和本征应力σi两部分。热应力σth由薄膜与基底的热膨胀系数差异 引起，其经验计算公式为 2.3 添加中间过渡层 直接采用高温烧结的WC(不含Co)为基底材料，可使刀具基底在较高温度下沉积金刚石薄膜，并能加快沉积速度。此外，在刀具热压烧结成型前将金刚 石颗粒直接加入刀具原材料中，并通过适当工艺使刀具从主体到表面形成金刚石颗粒浓度的递增梯度，这样刀具中的金刚石颗粒就为CVD沉积金刚石提供了良好的 形核核心，从而可提高形核密度。 5) 选用高温烧结WC基底材料 将硬质合金刀具放入化学试剂中，利用置换反应将基底表面的金属Co置换成其它物质，如用Cu(电极电位0.343V)置换Co，从而达到去除表面层中Co 的目的，同时兼顾硬质合金的机械强度。 4) 化学反应置换Co 采用化学试剂钝化、等离子体钝化等方法，通过化学物质与金属Co发生反应，生成稳定的化合物，使基底表面层中的Co失去活性。 图3 硬质合金刀具表面的脱碳还原示意图 3) 钝化Co

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图 1 涂层和非涂层硬质合金立铣刀加工硅铝合金的磨损对照 由于金刚石薄膜刀具显示了良好的应用前景和巨大的发展潜力，因此国内外刀具制造 商竞相投入大量资金对金刚石薄膜进行研制和开发。但是，迄今仅有少数几家国外制造商(如Norton、Mitsubishi、Sandvik等公司)生产 的金刚石薄膜刀具达到了工业化应用水平。究其原因，主要是金刚石薄膜与硬质合金基底之间附着力差的问题难以解决。在WC-Co硬质合金刀具上利用低压气相 沉积技术外延生长金刚石薄膜时，不同程度地存在着因两种材料间晶格失配、热膨胀系数差异造成的内应力；同时在采用CVD法沉积金刚石薄膜的过程中，作为硬 质合金粘结相的金属Co易引起碳的扩散和溶解，促进石墨生长，抑制金刚石的成核生长，使涂层与基底的附着力变差。图2为粘结相Co促进碳石墨化的示意图。 因此，提高金刚石薄膜与硬质合金基底之间的附着力是提高金刚石薄膜刀具性能的关键。大量研究表明，对硬质合金基底表面的预处理(以减少Co对金刚石薄膜沉 积的不利影响)、在基底与薄膜之间添加过渡层及合理控制薄膜的沉积工艺均可提高WC-Co硬质合金刀具基体与金刚石薄膜之间的附着力。

 

(10-6/K) 热导率

(kN/mm2) 热膨胀系数

(MPa) 杨氏模量

温度(℃) HV硬度

材料 熔点或分解

表1 常用硬质涂层材料的力学及热学特性

随 着汽车、航空、航天工业的发展对材料轻量化、高比强度等材质要求日益提高，有色金属、碳纤维增强塑料(CFRP)、玻璃纤维增强塑料 (GFRP)、纤维增强金属(FRM)以及石墨、陶瓷等新型工程材料的应用日趋广泛，这就对加工这些材料的切削刀具提出了更高要求。硬质合金作为一种广泛 使用的刀具材料，在加工上述新型工程材料时其使用寿命、加工质量和加工精度等并不理想。因此，在硬质合金刀具基体上涂覆金刚石薄膜就成为改善刀具切削性能 的有效手段。金刚石具有高硬度、高耐磨性、高热导率、低摩擦系数、低热膨胀系数等优异特性，是十分理想的刀具涂层材料。表1为金刚石与其它常用硬质涂层材 料的力学及热学性能对照表。 1 引言 摘要：提高金刚石薄膜与硬质合金基底之间的附着力是CVD金刚石薄膜刀具得以推广应用的关键因素。本文介绍了国内外采用CVD法制备金刚石薄膜刀具时提高 膜—基附着力的典型工艺方法，评述了WC-Co基底预处理及沉积工艺对CVD金刚石薄膜与基底之间附着力的影响。

引用出處： 

http://www.newmaker.com/art_22649.html

歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、複合式再研磨機、PCD地板專用企口鑽石組合刀具、粉末造粒成型機、主機版專用頂級電桿、PCBN刀具、PCD刀具、單晶刀具、PCD V-Cut刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、航空機械鉸刀、主機版專用頂級電感、’汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具、銑刀與切斷複合再研磨機、銑刀與鑽頭複合再研磨機、銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！  

BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com  bw@tool-tool.com  www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw  Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com/ / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS  DIN Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end mill、disc milling cutter,Aerospace cutting tool、hss drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Compound Sharpener’Milling cutter、INDUCTORS FOR PCD’CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’POWDER FORMING MACHINE’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、Staple Cutter’PCD diamond cutter specialized in grooving floors’V-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert’ PCD Diamond Tool’ Saw Blade with Indexable Insert’NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills’end mill grinder’drill grinder’sharpener、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer. 

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弊社の製品の供給調達機能は：

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弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。     

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

摘要：通过分析金刚石圆锯片节块工作面上金刚石的分布状态和锯片工作时的运动特点，求出了节块工作面上出刃金刚石之间的距离和金刚石的运动轨迹，据此推导出单颗金刚石切削厚度的计算公式，并讨论了切削厚度与锯切参数和节块结构之间的关系。

1 引言

金 刚石圆锯片是广泛应用于石材加工的高效切割刀具。但目前对金刚石锯片加工石材的锯切机理的研究尚不够深入，金刚石圆锯片的制造质量也有待进一步提高。为了 更好地研究金刚石圆锯片的切割机理，本文通过理论推导，得出了金刚石颗粒在锯片节块表面(工作面)上的分布模型；分析了切割过程中磨粒的运动轨迹，求出了 单粒金刚石每转的切削厚度，并讨论了单颗金刚石切削厚度与锯切参数及节块结构之间的关系。本文结论对研究金刚石锯片的锯切机理提供了理论基础，同时可为金 刚石锯片节块参数的设计提供参考。

2 金刚石在节块工作面上的分布

金 刚石圆锯片节块由金刚石颗粒和胎体材料组成。金刚石颗粒的功用是切削碎岩，胎体材料则起包镶和支撑金刚石的作用。金刚石颗粒在节块中基本呈均匀分布状态， 在工作面上则表现为金刚石出刃高度的不同。在胎体磨损过程中，金刚石颗粒的出刃高度由零加大到某一临界值后，金刚石被剪断、剥蚀而失效，同时新的金刚石出 露。假设金刚石颗粒呈直径为d的球形，则1cm3节块内的金刚石颗粒数为

N= 1500c

p 式中：c——金刚石浓度(400%制) d——金刚石颗粒平均直径(mm) 由于金刚石颗粒在节块中呈均匀分布，因此某一体积内的金刚石颗粒数与其体积成正比。设金刚石的出刃系数为k(即金刚石出刃高度达到k×d时则脱落)，则 1cm2工作面上出刃的金刚石颗粒数Ne相当于体积为(1cm2×kd)的胎体中所含的金刚石颗粒数，即 Ne= kd N= kd 1500c = 1500ck

 

 

10 10 p p (1) 表  1cm2节块工作面上出刃的金刚石颗粒数浓 度60%80%100%120%粒度计算值统计值计算值统计值计算值统计值计算值统计值35/40 25.7 26 34.3 34 42.9 43 51.5 51 40/45 38 38 50.6 51 63.3 63 76.0 76 50/60 65.7 65 87.6 87 109.4 109 131.3 131 由式(1)可知，出刃的金刚石颗粒数与节块的金刚石浓度和出刃系数成正比，而与所用金刚石颗粒直径的平方成反比。右表为在不同金刚石粒度和金刚石浓度下 1cm2金刚石圆锯片节块工作面上出刃的金刚石颗粒数。由表数据可知，根据式(1)得到的计算结果与实际结果(表中的统计值)相当吻合。 根据式(1)可求得单位长度胎体上出刃的金刚石颗粒数Nl，从而可求出一条切削线上相邻两颗出刃的金刚石之间的距离Ld，即 Ld= 10 = 10 = p

 

 

Nl (Ne)½ )½(150ck (2) 由式(2)可知，相邻两颗出刃的金刚石之间的距离Ld与锯片采用的金刚石粒度(d)成正比，与金刚石浓度c及金刚石出刃系数k的平方根成反比。

3 单颗金刚石切削厚度的计算

金 刚石圆锯片工作时，锯片上的节块围绕由电机带动的主轴作转速为n的转动，同时又作速度为v的水平给进运动，即节块的运动方式为转动与平动的合成运动。设锯 片直径为D，锯片转动角速度为w，锯床给进速度为v；在一次给进过程中，以开始切削时转轴轴心所在位置为原点，水平方向为X轴，竖直向下为Y轴，则节块上 一点A的运动轨迹为 { tx=vt+(D/2)sin ty=(D/2)cos 即 xA= v arccos 2y + D sin(arccos 2y )

 

 

w D 2 D (3) 同理可得在A点后方与A点相邻的金刚石颗粒B的运动轨迹为 xB= v arccos 2y + D sin(arccos 2y )+ v

 

 

 

w D 2 D w (4) 式中，q 为相邻两颗参加切削的金刚石所夹圆弧对应的圆心角。将式(4)减去式(3)，即可得A点轨迹与B点轨迹之间的水平距离(见图1)，即A点的水平切削厚度为 /|xB-xA|=v (5) 图2为单颗金刚石切削厚度的计算图。其中，OA=OF=D/2为锯片半径；AB=h为某一时刻锯片的切削深度，BC//AG；1和2为相邻的两条金刚石运 动轨迹，则FC=|xB-xA|。 设单颗金刚石的切削厚度为TC，则EF=TC。锯片切割时，金刚石颗粒与岩石表面垂直，即OE在该时刻与轨迹1和轨迹2垂直，由于EC很小，因此ΔFEC 可看作是以∠FEC为直角的直角三角形。由于ΔOBF 为直角三角形，且∠OFB=∠CFE，故∠FCE =a，因此有 =sin∠FCE=sin BF = (Dh-h2)½

 

OF D 则 EF=FCsin∠FCE=FCsina

即切削厚度TC为 =TC=|xB-xA|sin V sin

w (6)

又 因为q=2Ld/D，Ld=10/Nl=10pd/(150ck'p)½(k'为金刚石最大切入量与金刚石直径之比)，k'=2TC/d(参加切削的金刚 石的平均切入量等于切削厚度，因金刚石呈均匀分布，故最大切入量应为切削厚度的两倍)，因此有 TC= d20V sin

pw 因此可得切削厚度计算公式为 (7) 式中VT为金刚石锯片的圆周线速度。由式(7)可见，单颗金刚石的切削厚度与所用金刚石的粒度、进刀速度V的2/3次方成正比，与金刚石浓度c的1/3次 方、锯片线速度VT的2/3次方成反比，且与进刀量有关。当V=3000mm/min，VT=35m/s，c=40%，d=0.3mm，进刀量为20mm 时，最大切削厚度(即金刚石即将脱离工作状态时的切削厚度)TC=0.0075d=2. 25µm。由此可见，单颗金刚石的切削厚度很小，仅几个微米。据此求得参加切削的相邻两颗金刚石之间的距离Ld=18.7d。

4 金刚石切削厚度与锯切参数选择和节块设计的关系

1. 金刚石切削厚度与锯切参数选择的关系 金 刚石圆锯片的锯切参数主要包括锯片线速度、走刀速度、进刀量等。一定的锯片对于给定的被加工岩石应存在一组最佳锯切参数，采用该组参数进行锯切时，锯片可 获得锯切寿命与锯切时效的最佳组合。由式(7)可知，随着走刀速度V的提高，单颗金刚石切削厚度增大，锯切效率提高，但金刚石所受切削力增大，当超过一定 值后，金刚石因切入深度过大而使机械磨损增大，导致锯片寿命下降。当走刀速度一定时，如锯片圆周线速度VT过小，则单颗金刚石切削厚度较大，金刚石所受切 削力也较大，容易破碎，锯片寿命较低；如VT过大，虽然TC较 小，可减小金刚石的机械磨损，但金刚石所受冲击载荷增大，从而使金刚石的冲击磨损增大。进刀量则会影响单颗金刚石切削厚度的最大值。进刀量越大，则切削厚 度越大。应将进刀量控制在使单颗金刚石最大切削厚度不超过所用金刚石的最大允许切深。由式(7)可知，在相同的节块结构(胎体配方、金刚石参数等)下，锯 片直径较小时，选用进刀量也应较小；反之亦然。上述结论与实际生产经验及其它文献试验结果也相当吻合。
2. 金刚石切削厚度与节块设计的关系 金 刚石圆锯片的节块设计包括胎体配方设计、节块结构选择以及金刚石参数的确定。为使设计的节块达到预期加工性能，就必须在节块设计时充分考虑影响节块性能的 各种因素。由式(7)可知，粗颗粒金刚石可获得较大切削厚度，因此可采用较大的走刀速度或进刀量，有利于提高切削效率。而通过提高金刚石浓度c，则可在不 增加金刚石的冲击磨损(即提高VT)的情况下，提高走刀速度V或增大进刀量，从而获得更高的切削效率。 由于冷 却水槽的存在，使节块上各部分金刚石的切削量并不均匀，节块前端的金刚石切削量要大于后部的金刚石切削量。这是因为此处参加切削的金刚石与上一颗参加切削 的金刚石之间的距离因水槽的夹入而被大大延长，其对应的圆心角相应增大，使切削厚度增加。设金刚石直径d=0.3mm，则Ld=5.6mm。对于规格为 Ø1000的金刚石锯片，水槽宽度为20mm。考虑金刚石在工作过程中的代谢，水槽两侧参加切削的相邻两颗金刚石之间的距离应为25.6mm。代入式 (6)可得TC=10. 24µm。可见，节块前端的金刚石切削量是其后部金刚石切削量的近五倍。因此，前端的金刚石所受切削载荷较大，容易磨损，表现为节块前端提前消耗，从而使 前端处金刚石的切削量变小，导致后部金刚石的切削量增大，造成磨损区不断后移；当后部磨损到一定程度，前端金刚石的切削量又将增加，磨耗随之增大。如此反 复，导致整个节块不断消耗。由此可得出以下结论：①节块的磨耗是不均匀的；②节块前端不仅应具有足够的耐磨损强度，以防止过早磨耗，还应保持足够大的出刃 高度，以完成较重的切削任务。因此，节块前端应采用高强度粗颗粒金刚石。由于目前所用金刚石刀头在长度方向上的抗磨损强度都相等，因此上述结论对于改进节 块设计具有重要指导意义。

5 结论

1. 节块表面出刃的金刚石颗粒数与节块的金刚石浓度和出刃系数成正比，与所用金刚石直径的平方成反比；相邻两颗出刃的金刚石之间的距离Ld与锯片采用的金刚石粒度(d)成正比，与金刚石浓度c 及金刚石出刃系数k 的平方根成反比。
2. 单颗金刚石的切削厚度仅有几微米，它与所用金刚石的粒度、进刀速度V的2/3 次方成正比，与金刚石浓度c的1/3次方、锯片线速度VT的2/3次方成反比，且与进刀量有关。
3. 节块前端金刚石切削的岩石量大于节块后部金刚石的切削量，因此节块前端应采用高强度粗颗粒的金刚石。

引用出處： 

http://www.c-cnc.com/news/newsfile/2007/12/6/15429.shtml

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MW35.com 2006-7-17 重庆工学院 曹建国罗辑

    制 造业是产生工业污染的主要来源之一，其中传统加工所使用的切削液给环境造成了严重的污染。随着人们对环境保护的日益重视，尤其是环境保护法规的 严格实施，对制造业产生的环境污染提出了更高的要求。一种能减少对环境污染、节约资源和能源的绿色制造技术——干切削加工技术，越来越受到人们的重视。近 年来，许多发达国家在工厂条件允许的情况下正积极地采用干式切削加工技术，以达到减少切削加工的润滑污染、降低加工成本的目的。

1 干式切削加工相关技术

干 式切削加工技术是在无冷却或少许润滑油、剂的条件下，采用高切削速度进行切削加工的方法。在于式切削条件下，失去切削液、冷却、清洗、排屑的作 用，切削条件非常恶劣。在切削区域会产生大量的切削热将无法及时的散发，温度和切削力大幅度上升，摩擦力增大，刀具磨损加快，生产效率降低。因此要使干式 切削加工工艺得到很好地推广，充分发挥其优势，克服其缺点，就必须要很好地解决干式切削加工相关地技术难题。

1.刀具结构

 

干式切削刀具应满足以下要求：

1.刀具材料应有良好的耐热性和耐磨性；

2.切屑及刀具之间的摩擦系数要尽可能小；

3.刀具的结构要保证排屑流畅与散热；

4.刀具应有高的强度和抗冲击韧性。

 

图1 热管式车刀

 

图2 热管式铣刀

 

图3 ALPHA22钻尖结构

刀具结构为了保证干式切削对断屑、排屑及自冷却的要求，必须对刀具结构和几何参数进行优化。如：

 

1.在切削力较小的情况下，可采用大前角和大圆度切削角；

2.采用负前角或前后刀面凸起，以延缓月牙哇对刀刃的损伤；

3.增大负刃倾角，改善刀刃及刀头的切入状态，提高刀具的抗冲击和抗热震能力。

图 1为热管式车刀结构、图2为热管式铣刀结构。其结构特点是在车刀的刀体和铣刀的每个刀齿内部制成空心的热管，配以冷气系统，可把大量的切削热量带 走。图3为德国TITEX公司开发的干式深孔钻头“ALPHA22”钻尖结构。该钻头刀刃经过专门优化设计，以减少刀具与工件间的接触强度。

2.刀具材料

近几年，高硬度材料的出现，为干式切削提供了可能。目前应用于干式切削加工的刀具材料主要是：超细硬质合金、陶瓷刀具、金刚石与氮化硼等超硬度材料。

1.超 细 硬 质合金可以提高普通硬质合金的韧性，具有很好的耐磨性和耐高温性，可用于制作大前角的深孔钻头、刀片作铣削和钻削的干式加工。

2.立方氮化硼(CBN)材料的硬度高，达3，200～4，000HV，仅次于金刚石、热传导率好，达1，300W/MK、具有良好的高温化学稳定性， 在1，200℃下热稳定很好。采CBN刀其用于加〔铸铁，可大大提高切削速度、用于加工粹火钢，可以以车削代替磨削。

3.聚晶金刚石(PCD)刀具硬度高，可达7，000～8，000HV，热导率可达2，100 W/MK，线膨胀系数小。PCD刀具切削时产生的热能很决从刀尖传递到刀体，从而减少刀具热变形引起的加工误差。PCD刀具适用于干式加工铜、铝及铝合金工件。

4. 涂层硬质合金刀具很适合干式切削加工。涂层的作用主要是在刀具与切削材料之间形成隔热层，抑制切削的热冲击，减少摩擦系数，减少刀具的磨损。刀具涂 层厚度为1～5µm。涂层的材料有TiC， TiAlN， TiCN等，其中TiAlN具有较好的耐热性能和高温性能，其高温连续切削性能是TiC涂层的4倍，高温硬度高于TiN。表1是SECO公司用涂层刀具进 行干式铣削的情况。

引用出處： 

http://www.mw35.com/article/apply/9655.html

歡迎來到Bewise Inc.的世界，首先恭喜您來到這接受新的資訊讓產業更有競爭力，我們是提供專業刀具製造商，應對客戶高品質的刀具需求，我們可以協助客戶滿足您對產業的不同要求，我們有能力達到非常卓越的客戶需求品質，這是現有相關技術無法比擬的，我們成功的滿足了各行各業的要求，包括：精密HSS DIN切削刀具、協助客戶設計刀具流程、DIN or JIS 鎢鋼切削刀具設計、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 航太切削刀具,NAS航太刀具設計、超高硬度的切削刀具、醫療配件刀具設計、複合式再研磨機、PCD地板專用企口鑽石組合刀具、粉末造粒成型機、主機版專用頂級電桿、PCBN刀具、PCD刀具、單晶刀具、PCD V-Cut刀、捨棄式圓鋸片組、粉末成型機、航空機械鉸刀、主機版專用頂級電感、’汽車業刀具設計、電子產業鑽石刀具、木工產業鑽石刀具、銑刀與切斷複合再研磨機、銑刀與鑽頭複合再研磨機、銑刀與螺絲攻複合再研磨機等等。我們的產品涵蓋了從民生刀具到工業級的刀具設計；從微細刀具到大型刀具；從小型生產到大型量產；全自動整合；我們的技術可提供您連續生產的效能，我們整體的服務及卓越的技術，恭迎您親自體驗！！  

BW Bewise Inc. Willy Chen willy@tool-tool.com  bw@tool-tool.com  www.tool-tool.com skype:willy_chen_bw  Head &Administration Office No.13,Shiang Shang 2nd St., West Chiu Taichung,Taiwan 40356 http://www.tool-tool.com/ / FAX:+886 4 2471 4839 N.Branch 5F,No.460,Fu Shin North Rd.,Taipei,Taiwan S.Branch No.24,Sec.1,Chia Pu East Rd.,Taipao City,Chiayi Hsien,Taiwan

Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS  DIN Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end mill、disc milling cutter,Aerospace cutting tool、hss drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Compound Sharpener’Milling cutter、INDUCTORS FOR PCD’CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’POWDER FORMING MACHINE’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、Staple Cutter’PCD diamond cutter specialized in grooving floors’V-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert’ PCD Diamond Tool’ Saw Blade with Indexable Insert’NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills’end mill grinder’drill grinder’sharpener、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.

Bewise Inc.  www.tool-tool.com

ようこそＢｅｗｉｓｅ　Ｉｎｃ.の世界へお越し下さいませ、先ず御目出度たいのは新たな

情報を受け取って頂き、もっと各産業に競争力プラス展開。

弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は：

（１）精密ＨＳＳエンド・ミルのＲ＆Ｄ

（２）Carbide Cutting tools設計

（３）鎢鋼エンド・ミル設計

（４）航空エンド・ミル設計

（５）超高硬度エンド・ミル

（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

（７）医療用品エンド・ミル設計

（８）自動車部品＆材料加工向けエンド・ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は：

（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計

（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給

（４）オートメーション整備調達

（５）スポット対応～流れ生産対応

弊社の全般供給体制及び技術自慢の総合専門製造メーカーに貴方のご体験を御待ちしております。   

Bewise Inc. talaşlı imalat sanayinde en fazla kullanılan ve üç eksende (x,y,z) talaş kaldırabilen freze takımlarından olan Parmak Freze imalatçısıdır. Çok geniş ürün yelpazesine sahip olan firmanın başlıca ürünlerini Karbür Parmak Frezeler, Kalıpçı Frezeleri, Kaba Talaş Frezeleri, Konik Alın Frezeler, Köşe Radyüs Frezeler, İki Ağızlı Kısa ve Uzun Küresel Frezeler, İç Bükey Frezeler vb. şeklinde sıralayabiliriz.

BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт  www.tool-tool.com  для получения большей информации.

BW is specialized in R&D and sourcing the most advanced carbide material with high-tech coating to supply cutting / milling tool for mould & die, aero space and electronic industry. Our main products include solid carbide / HSS end mills, micro electronic drill, IC card cutter, engraving cutter, shell end mills, cutting saw, reamer, thread reamer, leading drill, involute gear cutter for spur wheel, rack and worm milling cutter, thread milling cutter, form cutters for spline shaft/roller chain sprocket, and special tool, with nano grade. Please visit our web  www.tool-tool.com  for more info.

关于机械研磨抛光和化学抛光的分析以及各类抛光膏 （抛光蜡，抛光皂），品种有：红抛光膏，白抛光膏，绿抛光膏，紫抛光膏，灰抛光膏，黄抛光膏的专业生产厂 家，并生产销售各型号金刚砂，品种有：黑刚玉磨料，棕刚玉磨料，白刚玉磨料，抛光砂磨料，碳化硅磨料，玻璃微珠磨料以及布轮，麻轮，砂轮，砂带，磨头等磨 具产品，厂家直销工业骨胶，明胶和金属抛光、研磨、电镀、喷砂、磷化等金属表面处理用化工原料及研磨材料辅料等产品。

     1、机械研磨抛光： a：砂轮抛光    b：喷沙抛光    c：研削抛光    d：挤压抛光    

     2、化学研磨抛光：a. 電解化学研磨抛光 ；         b. 化学研磨抛光              

     3、复合研磨抛光：机械法和化学法两种研磨方式的组合

     对于不同的金属材质，不同的使用场合，对金属工件表面不同的需求，必须采用不同的研磨方法或者几种研磨方式组合进行研磨加工处理才能使加工工件满足使用上的要求。

二、化学研磨、电解研磨和机械研磨的区别

 (1) 化学研磨与机械研磨有本质上的不同

    “化学研磨”是将被研磨面上的微小凸部与凹部相比较的情况下使其凸部优先溶解，改善金属表面粗糙度，获得平滑光亮表面的过程。

    “机械研磨”是将被研磨面的凸部用切削，磨耗或者塑性变形等方式除去，获得平滑光亮表面的过程。

     两种研磨方式对金属表面有不同的影响，金属表面的许多性质被改变，所以化学研磨与机械研磨有本质上的不同。由于机械抛光的局限性，使不锈钢等金属工件不能 发挥其应有的功能，对这些问题难于解决，在２０世纪８０年代出现了不锈钢电解化学研磨抛光技术，一定程度上解决了机械抛光难于解决的问题，优势明显。但是 电化学研磨抛光仍有许多缺点。

  （2）化学研磨与电解研磨的比较

2）化学研磨抛光：将金属浸渍在各种成分组成的特殊化学溶液中，靠化学能量自 然溶解金属表面，获得平滑光亮的表面。

 

1）电解化学研磨抛光：将金属浸渍在各种成分组成的特殊化学溶液中，靠电流能量阳极溶解金属表面，获得平滑光亮的表面。

化 学研磨仅仅是浸渍作业，操作简单；而电解研磨抛光需要大容量直流电，还要合理设置电流对极，精确控制电流电压，操作工艺复杂，质量控制困难，有些特殊工 件还不能处理。天津市瑞达鑫华研磨材料（磨料，磨具，抛光用冷胶，化工）有限公司一直期待着更佳完善的研磨方法出现，虽然这期间出现了一些纯化学研磨抛光 技术，但是与电解研磨方式相比，满足其光泽环保以及研磨效果等重要技术指标的产品一直没有出现。     

化 学 研 磨

电解化学研磨

机 械 研 磨

1 用化学反应溶解的方式将研磨工件表面变成平滑光亮面的过程

用电化学反应阳极溶解的方式将研磨工件表面变成平滑光亮面的过程

通过切削、塑性变形和磨耗等方式将研磨工件表面变成平滑光亮的过程

2 被研磨表面经过化学反应后生成一层保护膜，耐腐蚀性和耐磨性提高，光泽持久。

由于塑性变形的影响表面生成加工硬化层和晶格组织结构变化，耐腐蚀性和耐磨性减弱，容易再次氧化发乌，光泽不持久。

3 被研磨表面凹凸平滑连续均匀，流动阻力小

被研磨表面平滑连续性不好，凹凸部流动阻力大

4 被研磨表面无付着物

被研磨表面沾附有金属粒，砂粒，研磨膏油脂等杂质

5 被研磨表面微小毛刺毛边可以很容易除去，100μm以下可以

根据场合工件有时不能处理

被研磨表面微小毛刺毛边不能除去100μm以上可以

6 被研磨表面反光性好,反射能高，正反射率超过９０％

被研磨表面由于杂乱反射,反射能低，正反射率6０％

7 被研磨工件不产生应力变形

加工后的工件产生加工应力变形

8 由于表面凹凸差小，抗疲劳强度增加10～20%

容易产生疲劳强度

9 对于导电物质而言，接触面改善冷放射电弧火花不易产生导电性增加，

由于毛刺毛边的影响接触面接触不佳易产生火花电弧等

1０ 任何复杂形状的工件,线状薄板等均可研磨抛光

由于电流分布的影响有些形状的工件不能处理,电线接头处不能处理

特殊形状工件不能研磨或者很难研磨

11 研磨处理时间短

研磨处理时间长

研磨处理时间长

12 操作技术极其简单

需要相当的技术操作复杂

操作技术个人之间有差距

13 小的工件可以大批量加工

工件批量生产不可以 工件批量生产不可以

14 设备投资小

需要大量的设备投资和技术人力投资

需要一定的设备投资

15 不需要电能

需要大量电能

需要电能少

16环境污染极小

环境污染严重

环境污染严重

17 被研磨表面比较大的凹凸,深的划痕不能除去

被研磨表面的凹凸和划痕通过一定的时间处理可以除去

18 容易受工件材质影响有些材质不能处理 不受任何材质影响

19 大型的工件处理困难 大型的工件处理也比较困难

大尺寸的工件可以处理

20 对药品的依赖性强

化学研磨液组分容易买到,

无左项缺点

21 成本适中

成本高

成本低

 

 

引用出處： 

http://www.scjgs.com/News.asp?SortID=1&ItemID=61

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锐利、坚硬的材料，用以磨削较软的材料表面。磨料有天然磨料和人造磨料两大类。按硬度分类有超硬磨料和普通靡磨料两大类。磨料的范围很广，从较软的家用去垢剂、宝石磨料到最硬的材料金刚石。

 

 

 

磨 料是制造每一种精密产品所必不可少的材料。许多天然磨料，已被人造磨料所代替。除金刚石外，天然磨料的性能都不太稳定，不过仍有其使用价值。金刚石 是硬度最高的磨料，产地以南非为主，占世界总产量的95％，其馀为巴西、澳大利亚、圭亚那和委内瑞拉等地。工业用金刚石从灰白色到黑色不等，经碾碎後可制 砂轮、砂带、抛光轮和研磨粉等。

 

 

 

天然刚玉的化学成分为氧化铝，主要产地南非，用它抛光和研磨玻璃。金 刚砂也是氧化铝的一种天然形式，一般说来，它不如刚玉纯，主要产地希腊、土耳其，多用来制砂布或砂纸。石榴石用于制造涂附磨具，多应用在木材、皮革工业方 面。燧石通常用于制作砂纸。石英是最早的砂轮用料，至今仍有用于制造刀具和加工玻璃。浮石来源于火山，是制造抛光粉的原料。矽藻土为抛光粉和油石的配料。 其他天然磨料还有滑石、矽石、长石、黑矽石和白垩等。

 

 

 

从1970年代起，已大量生产人造磨料，其中最主 要的有碳化矽和氧化铝两种。碳化矽俗称金刚砂，将纯矽石砂与焦炭混合加入少量木屑后，放入电炉中，在2,200∼2,480℃焙烧约36小时而制得。氧化 铝俗称刚玉，工业上常用电弧炉加热熔化铝矾土制成，雪白透明的用作热敏金属的磨料，黑色的用于加工铸件和钢材。人造金刚石砂轮是硬度最高的磨具，为硬质合 金刀具的刃磨所必需。人造金刚石还可制成各种形状和大小的工具，以适用于切割玻璃和陶瓷。碳化硼的硬度高于碳化矽，不适用于制作砂轮，在抛光硬质材料时可 用它代替价格昂贵的金刚石。立方碳化硼的硬度是碳化矽的两倍，氧化铝的2.5倍，用它磨削某些工具钢很有效。

 

 

 

磨料的重要性能之一是它的硬度，它必须比待加工材料更硬，常用摩氏硬度计测定各种磨料的硬度。磨料的另一重要性能是韧性或体积强度。可改变原料的混合量、纯度、粒度和晶体结构等来控制这一性能，以适合于各种应用。

 

 

 

磨 料制品的制造，除粉状滑石和氧化铁外，所有原料均需压碎和筛选，筛选粒度应为4∼900, 即直径约6毫米(公釐)到6微米(1公釐的千分之一)或者更细。砂轮是最主要的磨料制品，由磨料和结合剂按 一定比例混合，经模压成形後烧结而成，最後还必须进行整形、平衡和超速试验。砂布和砂纸为另一种产量较大的磨料制品，是由磨粒黏结在基层材料(布或纸) 上，经干燥後裁切成不同规格的制品。其他为粉状或粒状磨料，在筛选後，需经一定的工艺处理，如研磨或抛光用磨料，通常加以矿物油膏或蜡等辅料，以适应不同 工作条件的需要。

 

 

 

磨料在工业上应用非常广泛，特别是加工高精度或低粗糙度的零件或特别硬的零件时，磨 料和磨具是必不可少的。此外，对于刀具的刃磨和坚硬材料的切割，砂 轮也是必不可少的工具。在汽车制造业中，活塞环与气缸、阀门与阀座的紧密配合，变速器和齿轮的精度等，都要用磨料和磨具加工，才能保证。其他有关的新制 品，如塑性黏结滚磨机用介质，为大量零件的去毛刺节省时间，提高了生产率。

 

 

磨料的生产技术已有显著的进步。金刚石砂轮的效率较14年前已提高4倍；轧钢厂用的氧化锆-氧化铝砂轮的总成本只为1948年的25％，速度提高了7倍。当前的问题是有关磨削作用的基础理论尚未清楚，有待于研究；制品的规格复杂，品种繁多，不易简化。

 

引用出處： 

http://www.scjgs.com/News.asp?SortID=1&ItemID=59

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是硫化铜精矿，一般包括焙烧、熔炼、吹炼、精炼等工序.

焙 烧　 分半氧化焙烧和全氧化焙烧（“死焙烧”），分别脱除精矿中部分或全部的硫，同时除去部分砷、锑等易挥发的杂质。此过程为放热反应，通常不需另加燃料。造锍 熔炼一般采用半氧化焙烧，以保持形成冰铜时所需硫量；还原熔炼采用全氧化焙烧；此外，硫化铜精矿湿法冶金中的焙烧，是把铜转化为可溶性硫酸盐，称硫酸化焙 烧。

熔炼　 主要是造锍熔炼，其目的是使铜精矿或焙烧矿中的部分铁氧化，并与脉石、熔剂等造渣除去，产出含铜较高的冰铜（xCu2S·yFeS）。冰铜中铜、铁、硫的总量常占80%～90%，炉料中的贵金属，几乎全部进入冰铜。

冰铜含铜量取决于精矿品位和焙烧熔炼过程的脱硫率，世界冰铜品位一般含铜40%～55%。生产高品位冰铜，可更多地利用硫化物反应热，还可缩短下一工序的吹炼时间。熔炼炉渣含铜与冰铜品位有关，弃渣含铜一般在0.4%～0.5%。

 

火法炼铜 - 熔炼过程主要反应

2CuFeS2→Cu2S+2FeS+S

 

Cu2O+FeS→Cu2S+FeO

 

2FeS+3O2+SiO2→2FeO·SiO2+2SO2

 

2FeO+SiO2→2FeO·SiO2

 

造锍熔炼的传统设备为鼓风炉、反射炉、电炉等，新建的现代化大型炼铜厂多采用闪速炉。

鼓 风炉熔炼　 鼓风炉是竖式炉，小国很早就用它直接炼铜。传统的方法为烧结块鼓风炉熔炼。硫化铜精矿先经烧结焙烧脱去部分硫，制成烧结块，与熔剂、焦炭等按批料呈层状加 入炉内，熔炼产出冰铜和弃渣，此法烟气含SO2低，不易经济地回收硫。为消除烟害，回收精矿中的硫，20世纪50年代，发展了精矿鼓风炉熔炼法，即将硫化 铜精矿混捏成膏状，再配以部分块料、熔剂、焦炭等分批从炉顶中心加料口加入炉内，形成料封，减少漏气，提高SO2浓度。混捏料在炉内经热烟气干燥、焙烧形 成烧结料柱，块状物料也呈柱状环绕在烧结料柱的周围，以保持透气性，使熔炼作业正常进行。中国沈阳冶炼厂、富春江冶炼厂等采用此法。

 

反 射炉熔炼　 适于处理浮选的粉状精矿。 反射炉熔炼过程脱硫率低，仅20％～30％，适于处理含铜品位较高的精矿。如原料含铜低、含硫高，熔炼前要先进行焙烧。反射炉生产规模可大型化，对原料， 燃料的适应性强，长期来一直是炼铜的主要设备，至80年代初，全世界保有的反射炉能力仍居炼铜设备的首位。但反射炉烟气量大，且含SO2仅1%左右，回收 困难。反射炉的热效率仅25%～30%，熔炼过程的反应热利用较少，所需热量主要靠外加燃料供给。70年代以来，世界各国都在研究改进反射炉熔炼，有的采 用氧气喷撒装置将精矿喷入炉内，加强密封，以提高SO2浓度。中国白银公司第一冶炼厂将铜精矿加到反射炉中的熔体内，鼓风熔炼，提高了熔炼强度，烟气可用 于制取硫酸。

反射炉为长方形，用优质耐火材料砌筑。燃烧器设在炉头部，烟气从炉尾排出，炉料由炉顶或侧墙上部加入，冰铜从侧墙底部的冰铜 口放出， 炉渣从侧墙或端墙下的放渣口排出。炉头温度1500℃～1550℃，炉尾温度1250℃～1300℃，出炉烟气1200℃左右。熔炼焙烧矿时，燃料率 10%～15%，床能率3～6t／(m2·日)。铜精矿直接入炉，燃料率16%～25%，床能率为2～4t/(m2·日)，称生精矿熔炼。中国大冶冶炼厂 采用270m2反射炉熔炼生精矿。

电炉熔炼　 炼铜采用电阻电弧炉即矿热电炉，对物料的适应性非常广泛，一般多用于电价低廉的地区和处理含难熔脉石较多的精矿。电炉熔炼的烟气量较少，若控制适当，烟气中SO2浓度可达5%左右，有利于硫的回收。

铜 熔炼电炉多为长方形，少数为圆形。大型电炉一般长30 m～35m，宽8 m～10m，高4 m～5m，采用六根直径为1.2 m～1.8m的自焙电极，由三台单相变压器供电。电炉视在功率3000～50000千伏安，单位炉床面积功率100kw/m2左右，床能率3～6t /(m2·日)，炉料电耗400～500kw·h/t，电极糊消耗约2～3kg/t。中国云南冶炼厂采用30000kVA电炉熔炼含镁高的铜精矿。

闪 速熔炼　 是将硫化铜精矿和熔剂的混合料干燥至含水0.3%以下，与热风（或氧气、或富氧空气）混合，喷入炉内迅速氧化和熔化，生成冰铜和炉渣。其优点是熔炼强度 高，可较充分地利用硫化物氧化反应热。降低熔炼过程的能耗。烟气中SO2浓度可超过8%。闪速熔炼可在较大范围内调节冰铜品位，一般控制在50%左右，这 样对下一步吹炼有利。但炉渣含铜较高，须进一步处理。

闪速炉有奥托昆普型和国际镍公司型两种。70年代末世界上已有几十个工厂采用奥托昆普型闪速炉，中国贵溪冶炼厂也采用此种炉型。

冰 铜吹炼　 利用硫化亚铁比硫化亚铜易于氧化的特点，在卧式转炉中，往熔融的冰铜中鼓入空气，使硫化亚铁氧化成氧化亚铁，并与加入的石英熔剂造渣除去，同时部分脱除其 他杂质，而后继续鼓风，使硫化亚铜中的硫氧化进入烟气，得到含铜98%～99%的粗铜，贵金属也进入粗铜中。

一个吹炼周期分为两个阶段：第一阶段，将FeS氧化成FeO，造渣除去，得到白冰铜（Cu2S）。冶炼温度1150℃～1250℃。

 

火法炼铜 - 主要反应

 

2FeS＋3O2→2FeO+2SO2

 

2FeO+SiO2→2FeO·SiO2

 

第二阶段，冶炼温度1200℃～1280℃将白冰铜按以下反应吹炼成粗铜：

 

2Cu2S＋3O2→2Cu2O+2SO2

 

Cu2S+2Cu2O→6Cu+SO2

 

 

引用出處： 

http://www.hudong.com/wiki/%E7%81%AB%E6%B3%95%E7%82%BC%E9%93%9C

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