小孔径金刚石涂层拉丝模固结磨料线抛光技术研究

摘要

金刚石涂层拉丝模具有优越的耐磨性，极高的使用寿命，是拉拔行业中的一种重要生产工具。采用化学气相沉积法在拉丝模内壁沉积的为多晶金刚石膜，其表面较为粗糙，必须经过抛光才能投入使用。当前应用于小孔径金刚石涂层拉丝模抛光的游离磨料线抛光方法效率比较低，为此本文首先提出了一种高效的固结磨料线抛光方法，该方法利用金刚石线上磨粒对金刚石膜的微切削作用达到抛光的目的。 本文首先对固结磨料线抛光的基本原理进行了研究，其次研制了一种固结磨料线抛光设备，再次研究了固结磨料线抛光方法的抛光效果及电镀金刚石线的失效形式，最后对金刚石涂层拉丝模固结磨料线抛光工艺进行了研究。主要研究内容及成果如下： （1）固结磨料线抛光基本原理研究。首先对固结磨料线抛光的抛光原理进行了理论分析，并对其可行性进行了实验验证；其次分析了抛光过程中的主要影响因素，总结了该抛光方法的特点及应用。 （2）抛光设备研制。采用模块化设计方法，将设备划分为模具装夹模块、模具运动模块、工具丝调节模块、机身模块分别进行设计，经过组装及调试，最终成功研制了固结磨料线抛光设备。 （3）固结磨料线抛光的抛光效果及电镀金刚石线失效形式研究。采用固结磨料线抛光方法对金刚石涂层拉丝模进行抛光，其材料去除率约为对照组（相同条件下的游离磨粒线抛光）的两倍，抛光后金刚石膜表面粗糙度（0.43μm）低于对照组（1.52μm），表明固结磨料线抛光对金刚石涂层拉丝模的抛光效果优于游离磨料线抛光；然后根据实验现象，对电镀金刚石线的主要失效形式进行了分析。 （4）金刚石涂层拉丝模固结磨料线抛光工艺研究。首先，选择1200#电镀金刚石线对金刚石涂层拉丝模进行抛光；并确定合理的抛光时长为1小时；然后，通过单因素实验研究各参数对抛光效果的影响，得出一组优化工艺参数：模具转速1300r/min，往复运动频率40次/min，金刚石线张紧力20N，在优化工艺参数下抛光1.0小时后金刚石膜的表面粗糙度由4.1μm降到0.32μm。

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