CN105382673B - 利用复合粉末介质火抛水钻珠坯的方法 - Google Patents

利用复合粉末介质火抛水钻珠坯的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了利用复合粉末介质火抛水钻珠坯的方法，属于水钻珠坯加工技术领域，将复合介质粉末和水钻珠坯混合均匀后加入到旋转的金属圆筒中，加热火抛；其中，复合粉末介质包括石墨粉末和无机粉末，石墨粉末、无机粉末和水钻珠坯的重量比为（1‑4）：（1‑6）：（93‑96）。本发明的利用复合粉末介质火抛水钻珠坯的方法能够提高水钻珠坯火抛的圆度和效率，缩短水抛圆修整时间，提高火抛炉工效，同时，复合粉末介质可循环使用，减少石墨粉氧化消耗，改善生产环境，还能使抛圆后的水钻珠坯易清洗。

Description

利用复合粉末介质火抛水钻珠坯的方法
技术领域
本发明属于水钻珠坯加工技术领域，具体涉及利用复合粉末介质火抛水钻珠坯的方法。
背景技术
模具压制成型的玻璃质水钻珠坯可以是球体形、棱面体等形状，表面存在模具的哈夫线、因模具错位而造成的变形，以及模具面上的点蚀造成的表面不圆滑等缺陷，而后续对水钻珠坯机械切磨加工却要求水钻珠坯有尽可能高的圆度；并且随着机械切磨速度和自动化程度的提高，对珠坯圆度的要求高更。为此，要对模具压制成型的水钻珠坯进行外形和圆度的修整加工，即抛圆。通过抛圆修整水钻珠坯外形、消除哈夫线或表面不圆滑等缺陷，提高了圆度对减少水钻的磨屑量、提高切磨效率具有重要的意义。
抛圆是将模具压制成型的水钻珠坯，或混合一定量的粉末介质后，加入到旋转的开口金属圆筒中，在反复旋转滚动中，水钻珠坯的圆度不断提高。抛圆按照反复旋转滚动时是否加热升温，分为常温抛圆法和升温抛圆法，升温抛圆法也称为火抛。火抛时，玻璃质的水钻珠坯在旋转的金属圆筒中被加热升温，受热而变软，并反复旋转、翻转、移动而逐渐变圆。常温抛圆法的效率比升温抛圆法的低。
水钻珠坯经与水平方向呈倾斜角的开口金属圆筒高的一端进入，随着金属圆筒的旋转被反复滚动、翻转和螺旋位移，由金属圆筒低的一端卸出；水钻珠坯在金属圆筒中的运动轨迹是影响水钻珠坯圆度的重要因素之一，而与水钻珠坯一起加入的粉末介质是影响水钻珠坯运动轨迹的重要因素，粉末介质影响水钻珠坯与金属圆筒内壁的摩擦特性、水钻珠坯间的摩擦特性、金属圆筒对水钻珠坯的传热特性、水钻珠坯在金属圆筒中的时间、抛圆效率等。单纯以石墨粉末作为火抛介质，存在石墨粉末被氧化消耗、水钻珠坯难清洗和飞尘多的缺点。
发明内容
发明目的：本发明提供利用复合粉末介质火抛水钻珠坯的方法。
技术方案：为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
利用复合粉末介质火抛水钻珠坯的方法，将复合粉末介质和水钻珠坯混合均匀后加入到旋转的金属圆筒中，加热火抛；其中，所述的复合粉末介质包括石墨粉末和无机粉末，所述的石墨粉末、无机粉末和水钻珠坯的重量比为(1-4)：(1-6)：(93-96)；所述无机粉末为氧化铝、碳酸钙、氧化硅、长石、白炭黑和锂云母中的任意一种或几种的组合。
所述无机粉末是分解温度高于500℃的无机粉末。该无机粉末的摩擦特性、传热特性和密度与石墨粉末的不同。
所述的石墨粉末粒度为200-600目。
所述无机粉末的粒度小于60μm。
所述加热温度为600-1100℃。
所述水钻珠坯为压制成型的珠坯，其为球体形、棱面体、具有哈夫线或表面不圆滑的水钻珠坯。
所述的复合粉末介质和水钻珠坯由金属圆筒高的一端加入，加热火抛后由低的一端卸出。
所述加热火抛后由低的一端卸出的水钻珠坯和复合粉末介质混合物经筛分分为合格水钻珠坯和复合粉末介质。筛分后的复合粉末介质再次和不圆的水钻珠坯搭配，循环用于火抛生产。
发明原理：本发明将不同密度、不同摩擦性、不同传热特性的一种或几种超细无机粉末和石墨粉末搭配形成复合火抛用介质，添加到不圆的水钻珠坯中，一起加入到开口旋转的金属圆筒中，从而能调整水钻珠坯在金属圆筒中的运动轨迹和传热效果，水钻珠坯和复合粉末介质被加热并反复滚动、翻转和螺旋位移，由金属圆筒低的一端卸出；添加的复合粉末介质起到隔离、润滑、传热介质的多重作用。
有益效果：与现有技术相比，本发明的利用复合粉末介质火抛水钻珠坯的方法能够提高水钻珠坯火抛的圆度和效率，缩短水抛圆修整时间，提高火抛炉工效，同时，复合粉末介质可循环使用，减少石墨粉氧化消耗，改善生产环境，还能使抛圆后的水钻珠坯易清洗。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作更进一步的说明。
实施例1
将200目的石墨粉末、颗粒度小于60μm的氧化铝粉末和水钻珠坯，按重量比为1:4:95的比例加入到旋转的金属圆筒中，在旋转的金属圆筒外侧的加热元件的辐射下，复合粉末介质和水钻珠坯被辐射加热升温度，温度为600℃；变软的水钻珠坯随着金属圆管的旋转被反复翻转滚动和移动，其表面上的哈夫线、椭圆度或表面不圆滑等缺陷逐渐消除，圆球度提高，达到圆球度要求的水钻珠坯和复合粉末介质一起从金属圆筒低端卸出，经筛分分为合格的水钻珠坯和复合粉末介质；复合粉末介质再次和不圆的水钻珠搭配，循环用于火抛生产。
实施例2
将600目的石墨粉末、颗粒度小于60μm的碳酸钙粉末和水钻珠坯，按重量比为4:1:95加入到旋转的金属圆筒中，在旋转的金属圆筒外侧的加热元件的辐射下，复合粉末介质和水钻珠坯被辐射加热升温度，温度为1000℃；变软的水钻珠坯随着金属圆管的旋转被反复翻转滚动和移动，其表面上的哈夫线、椭圆度或表面不圆滑等缺陷逐渐消除，圆球度提高，达到圆球度要求的水钻珠坯和复合粉末介质一起从金属圆筒低端卸出，经筛分分为合格的水钻珠坯和复合粉末介质；复合粉末介质再次和不圆的水钻珠搭配，循环用于火抛生产。
实施例3
将400目的石墨粉末、颗粒度小于60μm的氧化铝粉末和碳酸钙粉末及水钻珠坯，按重量比为3:1:2:94的比例加入到旋转的金属圆筒中，在旋转的金属圆筒外侧的加热元件的辐射下，复合粉末介质和水钻珠坯被辐射加热升温度，温度为850℃；变软的水钻珠坯随着金属圆管的旋转被反复翻转滚动和移动，其表面上的哈夫线、椭圆度或表面不圆滑等缺陷逐渐消除，圆球度提高，达到圆球度要求的水钻珠坯和复合粉末介质一起从金属圆筒低端卸出，经筛分分为合格的水钻珠坯和复合粉末介质；复合粉末介质再次和不圆的水钻珠搭配，循环用于火抛生产。
实施例4
将300目的石墨粉末、颗粒度小于60μm的氧化硅粉末和水钻珠坯，按重量比为2:2:96，的比例加入到旋转的金属圆筒中，在旋转的金属圆筒外侧的加热元件的辐射下，复合粉末介质和水钻珠坯被辐射加热升温度，温度为800℃；变软的水钻珠坯随着金属圆管的旋转被反复翻转滚动和移动，其表面上的哈夫线、椭圆度或表面不圆滑等缺陷逐渐消除，圆球度提高，达到圆球度要求的水钻珠坯和复合粉末介质一起从金属圆筒低端卸出，经筛分分为合格的水钻珠坯和复合粉末介质；复合粉末介质再次和不圆的水钻珠搭配，循环用于火抛生产。
实施例5
将500目的石墨粉末、颗粒度小于60μm的氧化铝粉末和氧化硅粉末及水钻珠坯，按重量比为1:1:4:94的比例加入到旋转的金属圆筒中，在旋转的金属圆筒外侧的加热元件的辐射下，复合粉末介质和水钻珠坯被辐射加热升温度，温度为900℃；变软的水钻珠坯随着金属圆管的旋转被反复翻转滚动和移动，其表面上的哈夫线、椭圆度或表面不圆滑等缺陷逐渐消除，圆球度提高，达到圆球度要求的水钻珠坯和复合粉末介质一起从金属圆筒低端卸出，经筛分分为合格的水钻珠坯和复合粉末介质；复合粉末介质再次和不圆的水钻珠搭配，循环用于火抛生产。
实施例6
将400目的石墨粉末、颗粒度小于60μm的长石粉末和水钻珠坯，按重量比为1:4:95的比例加入到旋转的金属圆筒中，在旋转的金属圆筒外侧的加热元件的辐射下，复合粉末介质和水钻珠坯被辐射加热升温度，温度为1100℃；变软的水钻珠坯随着金属圆管的旋转被反复翻转滚动和移动，其表面上的哈夫线、椭圆度或表面不圆滑等缺陷逐渐消除，圆球度提高，达到圆球度要求的水钻珠坯和复合粉末介质一起从金属圆筒低端卸出，经筛分分为合格的水钻珠坯和复合粉末介质；复合粉末介质再次和不圆的水钻珠搭配，循环用于火抛生产。
实施例7
将500目的石墨粉末、颗粒度小于60μm的长石粉末和白炭黑及水钻珠坯，按重量比为1:4:1:94的比例加入到旋转的金属圆筒中，在旋转的金属圆筒外侧的加热元件的辐射下，复合粉末介质和水钻珠坯被辐射加热升温度，温度为750℃；变软的水钻珠坯随着金属圆管的旋转被反复翻转滚动和移动，其表面上的哈夫线、椭圆度或表面不圆滑等缺陷逐渐消除，圆球度提高，达到圆球度要求的水钻珠坯和复合粉末介质一起从金属圆筒低端卸出，经筛分分为合格的水钻珠坯和复合粉末介质；复合粉末介质再次和不圆的水钻珠搭配，循环用于火抛生产。
实施例8
将400目的石墨粉末、颗粒度小于60μm的锂云母粉末和水钻珠坯，按重量比为1:4:95的比例加入到旋转的金属圆筒中，在旋转的金属圆筒外侧的加热元件的辐射下，复合粉末介质和水钻珠坯被辐射加热升温度，温度为850℃；变软的水钻珠坯随着金属圆管的旋转被反复翻转滚动和移动，其表面上的哈夫线、椭圆度或表面不圆滑等缺陷逐渐消除，圆球度提高，达到圆球度要求的水钻珠坯和复合粉末介质一起从金属圆筒低端卸出，经筛分分为合格的水钻珠坯和复合粉末介质；复合粉末介质再次和不圆的水钻珠搭配，循环用于火抛生产。
实施例9水钻珠坯的抛圆修整效果比较
根据上述各实施例方法，每个实施例设置一个对照组，比较抛圆修整效果。对照组按照各实施例方法，去掉无机粉末，仅使用相同量的石墨粉末，其他方法与所对应的实施例组均相同，然后进行同一批次水钻珠坯，相同时间火抛处理，虽然最后所得产品表面上的哈夫线、表面不圆滑等缺陷消除了，但是其圆度存在明显的区别，结果见下表1。
圆度即非球形颗粒的外表面积Sp一定大于等体积圆球的外表面积Ss，值愈小，说明颗粒的形状与圆球的差异愈大。
表1各组抛圆修整所需时间
测定项目组别 圆度 相应对照组的圆度
实施例1 0.990 0.880
实施例2 0.993 0.899
实施例3 0.941 0.897
实施例4 0.995 0.885
实施例5 0.976 0.913
实施例6 0.999 0.888
实施例7 0.987 0.841
实施例8 0.999 0.895
由上表1结果可得，相比较对照组，即相比较未加入无机粉末的处理方法，本发明各实施例中通过加入无机粉末与石墨粉末配合使用，可以提高水钻珠坯抛圆修整的圆度，缩短水钻珠坯抛圆时间，提高火抛炉工效。
实施例10水钻珠坯的清洗效果比较
根据上述各实施例方法，每个实施例设置一个对照组，比较水钻珠坯抛圆修整后的清洗效果。对照组按照各实施例方法，去掉无机粉末，仅使用相同量的石墨粉末，其他方法与所对应的实施例组均相同，进行同一批次水钻珠坯、相同时间火抛处理，对所得产品进行相同时间的水清洗实验。由结果可知，本发明实施例1～8中通过加入无机粉末与石墨粉末配合使用，抛圆修整后的水钻珠坯表面没有无机粉末与石墨粉末；相比较对照组，即相比较未加入无机粉末的处理方法，抛圆修整后的水钻珠坯表面有石墨粉末，需要更多的清洗时间、更多的水才能达到相同的清洗效果。

Claims (8)

1.利用复合粉末介质火抛水钻珠坯的方法，其特征在于：将复合粉末介质和水钻珠坯混合均匀后加入到旋转的金属圆筒中，加热火抛；其中，所述的复合粉末介质包括石墨粉末和无机粉末，所述的石墨粉末、无机粉末和水钻珠坯的重量比为(1-4)：(1-6)：(93-96)；所述无机粉末为氧化铝、碳酸钙、氧化硅、长石、白炭黑和锂云母中的任意一种或几种的组合。
2.根据权利要求1所述的利用复合粉末介质火抛水钻珠坯的方法，其特征在于：所述无机粉末是分解温度高于500℃的无机粉末。
3.根据权利要求1所述的利用复合粉末介质火抛水钻珠坯的方法，其特征在于：所述的石墨粉末粒度为200-600目。
4.根据权利要求1所述的利用复合粉末介质火抛水钻珠坯的方法，其特征在于：所述无机粉末的粒度小于60μm。
5.根据权利要求1所述的利用复合粉末介质火抛水钻珠坯的方法，其特征在于：所述加热温度为600-1100℃。
6.根据权利要求1所述的利用复合粉末介质火抛水钻珠坯的方法，其特征在于：所述水钻珠坯为压制成型的珠坯，其为球体形、棱面体、具有哈夫线或表面不圆滑的水钻珠坯。
7.根据权利要求1所述的利用复合粉末介质火抛水钻珠坯的方法，其特征在于：所述的复合粉末介质和水钻珠坯由金属圆筒高的一端加入，加热火抛后由低的一端卸出。
8.根据权利要求7所述的利用复合粉末介质火抛水钻珠坯的方法，其特征在于：所述加热火抛后由低的一端卸出的水钻珠坯和复合粉末介质混合物经筛分分为合格水钻珠坯和复合粉末介质。
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