石墨模具對金剛石的影響力

石墨模具對金剛石的影響力

在人造金剛石鋸片的熱壓燒結過程中，石墨模具起到發熱元件和模具支撐的雙重作用。石墨模具的質量和石墨性能參數的波動直接影響人造金剛石鉆頭的尺寸精度、外觀和形狀、鉆頭中結合劑的含量、胎體材料的硬度和抗彎強度、鑲嵌金剛石的能力以及鉆頭的切削性能和使用壽命。

1.石墨電阻率的影響
當石墨模具在熱壓燒結工藝中用作人造金剛石鉆頭的電熱元件時，要求石墨塊之間和壓頭之間的電阻率一致、均勻。如果石墨塊之間的電阻率不均勻，根據焦耳的楞次定律，塊與塊之間、組與組之間的發熱量就會不同，溫差就會增大。在金剛石鉆頭熱壓燒結過程中，溫度會導致胎體材料硬度和抗彎強度的差異，也會導致胎體對金剛石的嵌入能力的差異，從而影響鉆頭的磨損率和切削能力。  
2、石墨的體積密度、肖氏硬度、彎曲強度和抗壓強度。
熱壓燒結時石墨起模具支撐作用時，要求石墨的體積密度、邵氏硬度、抗折強度和抗壓強度越高越好，體積密度應大于1.75g/cm3。作為模具的壓頭，其抗彎強度更為重要。如果石墨的堆積密度較低，其硬度、抗折強度和抗壓強度也會相應較低，在使用中容易斷裂或折斷。

3.石墨中雜質含量的影響
石墨作為熱壓燒結模具，要求其灰分含量盡可能低，石墨化程度盡可能高。如果石墨中雜質含量過高，灰分含量過高，石墨模具中多余的雜質會與刀頭中的金屬結合劑發生化學反應，附著在金剛石刀頭表面，產生暗紅色痕跡，影響金剛石刀頭的外觀。  

4.石墨開口孔隙率的影響。
為了保證刀盤的光潔度，除了要求石墨模具的表面光潔度高之外，還要求石墨的顆粒結構要細，開口氣孔率越小越好，一般小于13%。
如果模具中石墨的堆積密度低，孔隙率過高，在熱壓燒結過程中，石墨會在刀頭中吸附更多的金屬結合劑，從而改變金屬對石墨的浸漬，使刀頭的失重率增加，從而改變刀頭中金屬結合劑與金剛石的比例，降低結合劑對金剛石的保持能力。甚至會產生刀盤表面與石墨模具之間的粘連，降低刀盤表面的光滑度。