CN113549894A - 一种金刚石涂层拉丝模具加工装置 - Google Patents

一种金刚石涂层拉丝模具加工装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种金刚石涂层拉丝模具加工装置，包括反应腔室，所述反应腔室内设置有热丝组件和模具架，拉丝模具安放在模具架上，热丝组件包括从拉丝模具的通孔穿过的热丝，所述模具架设置有若干个，每个模具架分别由一个移动组件进行独立调节以在加工前和加工过程中调节热丝与拉丝模具通孔的同轴度；并且/或者，所述热丝设置有若干根，拉丝模具对应于热丝设置有若干列，每根热丝分别由一个移动组件进行独立调节以在加工前和加工过程中调节热丝与拉丝模具通孔的同轴度。本发明能够在加工前以及加工过程中实时并独立的调节热丝与拉丝模具通孔的同轴度，在实现批量生产的同时保障拉丝模具的涂层质量，还可同时加工不同尺寸规格的拉丝模具。

Description

一种金刚石涂层拉丝模具加工装置
技术领域
本发明涉及化学气相沉积加工金刚石涂层装置技术领域，尤其涉及一种金刚石涂层拉丝模具加工装置。
背景技术
化学气相沉积加工金刚石涂层是利用加热、等离子激励或光辐射等各种能源，在设备内使气态或蒸汽状态的化学物质在固体界面上经反应形成一层金刚石薄膜涂层。化学气相沉积加工金刚石涂层技术能有效地对拉丝模具的内孔表面进行涂层加工，制成高性能的金刚石涂层拉丝模具，既能克服大孔径聚晶拉丝模具价格昂贵、易脆的缺点，也能克服硬质合金拉丝模具易磨损、工作寿命短的不足，从而提高模具的耐用度，降低使用成本。传统的金刚石涂层拉丝模具加工装置通常是采用沿水平方向的穿过模具通孔的热丝作为气体激励源，在开始加工前需要将热丝与模具通孔进行对中以保障加热均匀性，但是热丝在加工过程中的温度较高，热丝由于高温、接触电阻的不同而发生变形下垂或者翘曲等状况，从而很难保障加工过程中热丝与模具通孔始终具有良好的同轴度，同轴度变差后导致通孔表面各区域距离热丝的距离不一致，进而导致了通孔表面温度分布不均匀，影响拉丝模具的涂层质量，包括涂层厚度均匀性、涂层与基体结合力以及涂层后的孔型圆整度等，并且高温、高压的热丝一旦变形下垂或者翘曲至接触到模具通孔内壁就会烧坏模具，尤其是对于多丝多模的批量加工而言，更难同时满足多个模具的同轴度要求，限制了大规模批量生产的发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种金刚石涂层拉丝模具加工装置，解决目前技术中的金刚石涂层拉丝模具加工装置难以在加工过程中始终保持热丝与模具通孔之间具有良好的同轴度，影响涂层加工质量的问题。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：
一种金刚石涂层拉丝模具加工装置，包括反应腔室、对反应腔室进行抽气的真空组件和向反应腔室内输送反应气体的充气组件，所述反应腔室内设置有热丝组件和模具架，拉丝模具安放在模具架上，热丝组件包括从拉丝模具的通孔穿过的热丝；所述模具架设置有若干个，每个模具架分别由一个移动组件进行独立调节以在加工前和加工过程中调节热丝与拉丝模具通孔的同轴度；并且/或者，所述热丝设置有若干根，拉丝模具对应于热丝设置有若干列，每根热丝分别由一个移动组件进行独立调节以在加工前和加工过程中调节热丝与拉丝模具通孔的同轴度。本发明所述的金刚石涂层拉丝模具加工装置将模具架和/或热丝通过移动组件来进行实时调节，从而能在加工前能将热丝与拉丝模具通孔之间的同轴度调节达标，并且在加工过程中当热丝发生变形下垂时可实时地通过移动机构来调节补正，确保整个加工过程中热丝与拉丝模具通孔之间的同轴度都始终达到要求，从而保障拉丝模具的涂层质量，提高涂层厚度均匀性、涂层与基体结合力以及涂层后的孔型圆整度等，避免出现热丝一旦下垂接触到拉丝模具通孔内壁导致拉丝模具烧毁的状况，降低制损率，提高良品率，有利于提高产能。本发明所述的金刚石涂层拉丝模具加工装置实现大规模批量生产，每个模具架和/或热丝能够进行独立调节，从而使得每个拉丝模具都能分别与热丝精确的进行对中，在提高产量的同时保障加工质量，才能有效的提高良品率，真正意义上的实现批量生产，并且在反应腔室内还可同时放入不同尺寸规格的拉丝模具，可以是每个模具架上分别放置不同尺寸规格的拉丝模具，也可以是每根拉丝穿过的拉丝模具是不同尺寸规格，由于是采用独立调节的方式，从而能保障不同尺寸规格的拉丝模具都能与热丝精确对中，也就是说可同时加工多种尺寸的拉丝模具，增加产品制备的多样性和灵活适应性。
进一步的，所述拉丝模具按照其通孔轴向沿着横向的方式安放在模具架上，拉丝模具的安放更加方便，所述的热丝沿横向布置，易于布线，并且便于加工过程中监测热丝与拉丝模具通孔之间的同轴度状况，所述的模具架连接在进行高度调节的移动组件，通过移动组件调节模具架的高度来调节拉丝模具的高度，从而使得拉丝模具通孔的轴心线与热丝重合，并且能在加工过程中当热丝发生变形下垂时进行拉丝模具的高度调节，使得热丝与拉丝模具通孔之间保持对中性。
进一步的，所述移动组件为丝杆组件，结构简单，实施方便、成本低，并且所述的丝杆组件的操作部设置在反应腔室的外部，从而便于在反应腔室的外部来对拉丝模具的高度进行调节，能在反应加工过程操作移动组件来调节拉丝模具的高度，确保整个加工过程中热丝与拉丝模具通孔之间都具有良好的同轴度。
进一步的，所述丝杆组件包括支柱以及沿竖向的螺纹杆，所述的支柱从反应腔室的底板的开孔穿过并可沿开孔自由滑动，所述支柱位于反应腔室内部的一端与模具架直接连接或间接连接，并且所述支柱位于反应腔室外部的一端与螺纹杆直接螺接或间接螺接，螺纹杆转动以带动支柱升降。
进一步的，所述丝杆组件还包括沿横向设置的连杆，所述连杆与螺纹杆传动连接，转动连杆以驱动螺纹杆转动，连杆作为丝杆组件的操作部，连杆沿着横向从而更便于操作，而螺纹杆位于反应腔室下侧并且沿着竖向，需要操作人员伸入到反应腔室的下侧才能进行操作，操作有所不便。
进一步的，所述支柱内部设置有与冷却系统连接的冷却管路，由于金刚石涂层加工的时间长、温度高，利用冷却系统进行有效散热，避免温度蓄积过高，确保整体装置安全运行，能够对反应腔室的温度进行调节控制，能保障移动组件长效稳定工作，避免移动组件出现故障，保障使用寿命。
进一步的，所述的丝杆组件还包括用于承载模具架的支架，所述支柱间隔设置有两根，所述支柱位于反应腔室内部的一端与支架连接，所述支架内设置有冷却管路，两个支柱的冷却管路都与支架内的冷却管路连通，冷却介质沿一个支柱的冷却管路进入支架内的冷却管路后再从另一个支柱的冷却管路流出，所述支柱位于反应腔室外部的一端与底架连接，所述底架与螺纹杆螺接。移动组件能够更稳定的承载模具架，使得模具架能平稳而精确的进行升降，从而确保热丝与拉丝模具通孔之间的同轴度能精确的达到要求，保障拉丝模具的涂层加工质量，冷却介质沿着支柱—支架—支柱的路径进行循环流动，提高冷却效果，确保反应腔室的温度可调、可控，
进一步的，所述模具架与支架之间间隔有空隙，避免模具架与支架中的冷却管路过度接近，金刚石涂层的加工需要拉丝模具保持较高的温度，避免拉丝模具的热量通过模具架过多的被从支架的冷却管路中流过的冷却介质带走，保障拉丝模具处于适宜的温度，保障金刚石涂层的加工质量，同时，由于拉丝模具的温度高，而支架由于具有冷却管路而温度低，拉丝模具直接安放在模具架上，也就是说拉丝模具直接与模具架接触，如果支架再与模具架直接接触，则模具架是一侧处于高温状态、一侧处于低温状态，模具架容易发生变形，从而导致拉丝模具难以精确放置，造成拉丝模具对中困难，进而影响金刚石涂层的加工质量，甚至还会发生更严重的状况，模具架与支架直接接触而温度降低过大，而拉丝模具又是与模具架接触的，从而模具架会导致拉丝模具的局部温度降低而出现温度不均或者是使得拉丝模具的整体温度降低而达不到金刚石沉积要求的温度，严重影响涂层加工质量。
进一步的，所述支柱与反应腔室的底板开孔之间设置有动态密封圈，保障反应腔室的密封性，避免反应气体溢出，同时也避免热量散失，降低能耗，保障反应腔室内的稳定性，保障加工质量。
进一步的，所述模具架具有V形槽，所述的拉丝模具排布安放在V形槽中，结构简单，易于排布放置拉丝模具，拉丝模具需要先磨外圆周，保障所有拉丝模具的外围尺寸相近、一致，从而将拉丝模具直接放置在V形槽上就可自动实现对中，无需再对拉丝模具的位置进行复杂调节，操作方便、效率高，实施简单、成本低。
进一步的，单个模具架上仅设置有一列沿着拉丝模具的通孔轴向排布的若干个拉丝模具，单根热丝同时穿过该若干个拉丝模具的通孔，利用单根热丝同时对多个拉丝模具进行加热时，单根热丝同时穿过多个拉丝模具时热丝的跨度变长，更容易发生变形下垂，而本发明能够利用移动组件来实时进行调节，避免热丝下垂接触到拉丝模具通孔内壁，始终保持热丝与拉丝模具通孔之间具有良好的同轴度，从而保障加工质量，真正实现批量加工，提高产能。
进一步的，所述热丝组件还包括与热丝电连接的电极，并且所述的电极设置有独立控制的若干组，不同的电极采用不同的电源供电，从而热丝分为独立控制的若干组，每组热丝的加热温度都能单独精确控制，平衡反应腔室内的温度均匀性，提高控制灵活性和精度，并且在同时加工多种不同尺寸规格的拉丝模具时，可分别控制对应热丝的加热功率和温度，增加产品制备的多样性和适应性。
进一步的，所述的反应腔室包括底板和与底板配合的钟罩，所述钟罩设置有冷却夹套，金刚石涂层加工的时间长、温度高，利用有冷却夹套进行降温隔热，避免对外界环境造成影响，同时钟罩上设置有观察窗，需要利用观察窗来观察加工过程，观察热丝与拉丝模具的对中性状况，以便通过移动组件进行精确调节，利用冷却夹套来将钟罩温度降低便于观察，避免意外接触而受伤，提高安全性。
与现有技术相比，本发明优点在于：
本发明所述的金刚石涂层拉丝模具加工装置能够在加工前以及加工过程中实时调节热丝与拉丝模具通孔之间的同轴度，保障拉丝模具的涂层质量，提高涂层厚度均匀性、涂层与基体结合力以及涂层后的孔型圆整度等，避免出现热丝意外接触拉丝模具通孔内壁的状况，降低制损率；
实现批量加工，通过独立调节来保障每根热丝都能与拉丝模具通孔良好对中，提高产量的同时保障涂层加工质量，并且可实现同时加工多种不同尺寸规格的拉丝模具，增加产品制备的多样性和灵活适应性。
附图说明
图1为本发明的金刚石涂层拉丝模具加工装置的整体结构示意图；
图2为钟罩的结构示意图；
图3为钟罩的局部结构示意图；
图4为模具架与移动组件的连接结构示意图；
图5为多组模具架与移动组件的结构示意图。
图中附图标记为：
拉丝模具a；反应腔室1；底板11；钟罩12；主观察窗13；副观察窗14；冷却夹套15；模具架2；V形槽21；电极3；热丝4；移动组件5；支架51；支柱52；螺纹杆53；底架54；连杆55；动态密封圈56；真空组件6；充气组件7。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开的一种金刚石涂层拉丝模具加工装置，能够在加工前以及加工过程中进行灵活调节，从而始终保持热丝与模具通孔之间具有良好的同轴度，保障加热均匀性，进而提高涂层加工质量，提高涂层厚度均匀性、涂层与基体结合力以及涂层后的孔型圆整度等。
实施例一
如图1至图3所示，一种金刚石涂层拉丝模具加工装置，主要包括反应腔室1、真空组件6、充气组件7、热丝组件和模具架2，热丝组件和模具架2设置在所述反应腔室1内，拉丝模具a安放在模具架2上，热丝组件包括电极3和热丝4，热丝4从拉丝模具a的通孔穿过，热丝4采用钽丝或钨丝制成，热丝的两端连接电极以通电从而实现对拉丝模具a的加热，所述模具架2连接在移动组件5上以在加工前和加工过程中调节热丝4与拉丝模具a通孔的同轴度，在本实施例中，所述拉丝模具a按照其通孔轴向沿着横向的方式安放在模具架2上，从而所述的热丝4沿横向布置，所述的移动组件为带动模具架2进行高度调节的装置，真空组件对反应腔室1进行抽气排出反应腔室1内空气，在抽出空气后充气组件向反应腔室1内输送反应气体，反应气体主要包括CH4和H2，通过化学气相沉积来在拉丝模具a的通孔壁面上生成金刚石涂层。
具体的，真空组件主要由机械泵、真空阀门、放气阀、主抽气管道构成，反应腔室1的抽气口设置在模具架2的正下方，真空组件与抽气口连接，真空组件的极限真空度为2.0×10-1Pa，压升率≤5Pa/h；充气组件设置有两路充气管路再加一路备用管路，流量由质量流量计控制，两路充气管路会和后从顶部进入反应腔室1，并且管路进入反应腔室1内部50mm，保障反应气体能充分、均匀的填充反应腔室1，为金刚石涂层的生产提供保障。
所述的反应腔室1包括底板11和与底板11配合的钟罩12，钟罩12与底板11拼合构成一个密封腔体，并且所述的钟罩12可升降，钟罩12升高的最高位置超过热丝4所在高度50mm，在钟罩12升起来时，可方便的将待加工的拉丝模具a放置到模具架2并将热丝从拉丝模具a的通孔穿过，然后钟罩12降下达到密封状态，真空组件再抽排空气，然后充气组件向反应腔室1内充入反应气体，热丝对拉丝模具a进行加热，然后在拉丝模具a的通孔壁面上生成金刚石涂层。所述钟罩12上设置有主观察窗13，主观察窗13的高度与模具架2的高度相当，主要用于水平观察模具架2上的拉丝模具a，所述钟罩12上还设置有副观察窗14，副观察窗14靠近钟罩12顶部，副观察窗14的观察视角为45度倾斜向下，副观察窗14也朝向于模具架2，用于倾斜向下观察模具架2上的拉丝模具a，主观察窗13和副观察窗14采用耐高温石英玻璃制成。并且，所述钟罩12设置有与冷却系统连接的冷却夹套15，利用有冷却夹套进行降温隔热，避免对外界环境造成影响，同时利用冷却夹套来将钟罩温度降低便于观察，避免意外接触而受伤，提高安全性。
金刚石涂层加工的时间长、温度高，为了在加工前和加工过程中能都调节模具架2的高度，所述的移动组件需要能在反应腔室1外部进行控制操作，移动组件可采用电动装置，例如电动推杆、气缸、液压缸等，可采用有线控制或者无线控制的方式，但金刚石涂层加工的温度大约在700～900℃，对移动组件在高温下的耐受性也提出了要求，电动装置需要采用电机等部件，难以在高温环境下可靠工作，将电动装置设置到反应腔室1中的难度大，需要增设额外的隔热、降温装置来保障其正常工作，实施难度大、成本高，相对而言，移动组件采用纯机械传动的手动装置实施起来更容易、经济，并且使用稳定性、灵活性会更好，能够降低维护成本、难度。
在本实施例中，所述的移动组件采用丝杆组件，并且是手动控制的丝杆组件，所述的丝杆组件的操作部设置在反应腔室1的外部，从而确保在加工前以及加工过程中都能对模具架2的高度进行调节，移动组件的上下调节范围为±25mm，上下升降时左右晃动＜5％(即上升或下降1mm,左右晃动＜0.05mm)。具体的，所述丝杆组件包括支架51、支柱52和沿竖向的螺纹杆53，所述的支柱52从反应腔室1的底板的开孔穿过并可沿开孔自由滑动，所述支柱52与反应腔室1的底板开孔之间设置有动态密封圈56，在实现升降的同时保障反应腔室1的密封性，并且所述支柱52平行间隔设置有两根，所述支柱52位于反应腔室1内部的一端与支架51连接，所述支柱52位于反应腔室1外部的一端与底架54连接，从而支架51、支柱52以及底架54组合构成一个矩形框的结构，所述的支架51用于承载模具架2，所述底架54与螺纹杆53螺接，螺纹杆53转动以带动底架54升降，也就是带动支架51、支柱52以及底架54组合成的矩形框整体升降，也就是实现带动模具架2升降，最终实现调节热丝4与拉丝模具a通孔的对中性。螺纹杆位于反应腔室下侧并且沿着竖向，对于工作人员而言操作较不便，因此设置沿横向的连杆55，所述连杆55与螺纹杆53传动连接，转动连杆55以驱动螺纹杆53转动，具体的，所述连杆55与螺纹杆53通过锥齿轮传动以达到传动转向的目的，也可以是采用蜗轮蜗杆的结构，同样实现传动转向的目的，所述连杆55的端部设置有旋钮，更便于工作人员的操作。当然，也可在反应腔室1外设置减速电机等组件来与螺纹杆53传动连接，从而将手动控制变为电动控制。
在本实施例中，整个移动组件位于反应腔室1内的部件只有支架51和支柱52的一部分，其余部件都位于反应腔室1外，其余部件都不受高温的影响，从而能保障使用可靠性和使用寿命，确保能精确的调节拉丝模具a的高度来调节热丝4与拉丝模具a通孔的同轴度。
所述支柱52和支架51内部设置有冷却管路，两个支柱52的冷却管路都与支架51内的冷却管路连通，所述支柱52内的冷却管路与冷却系统连接，冷却介质沿一个支柱52的冷却管路进入支架51内的冷却管路后再另一个支柱52的冷却管路流出，利用冷却系统进行有效散热，避免温度蓄积过高，确保整体装置安全运行，能够对反应腔室的温度进行调节控制，确保处于适宜的反应温度，保障金刚石涂层的生成质量，能保障移动组件长效稳定工作，避免移动组件出现故障，保障使用寿命。并且，所述模具架2与支架51之间间隔有空隙，具体的，所述支架51通过支片与模具架2的两端连接，将模具架2在支架51的基础上进行架高，避免模具架2与支架51直接接触，避免模具架2被过度的降温，放置拉丝模具的热量被冷却介质过多的带走，保障拉丝模具处于适宜的温度，保障金刚石涂层的加工质量。
在本实施例中，所述的模具架2具有V形槽21，所述的拉丝模具a排布安放在V形槽中，所述的拉丝模具a整体呈圆筒状结构，拉丝模具需要先磨外圆周，保障所有拉丝模具的外围尺寸一致，然后直接将拉丝模具a直接放置到V形槽中即可实现自动对中，拉丝模具a沿着V形槽的长度方向间隔排布若干个，由于有拉丝模具的外围尺寸一致，从而当拉丝模具a放置到V形槽中后所有的拉丝模具a的轴心线都会处于同一高度并且沿着同一方向，也就是实现自动对中，单根热丝4同时穿过该条V形槽中的全部拉丝模具a的通孔，从而同时对多个拉丝模具a进行加热，实现批量生产。由于单根热丝同时穿过多个拉丝模具，从而热丝的悬空跨度变长，更容易出现变形下垂，从而需要在加工过程中通过反应腔室1上的主观察窗以及副观察窗来监测加工状况，当热丝出现变形下垂时，及时的通过移动组件来实时进行调节，保持热丝与拉丝模具通孔之间具有良好的同轴度，避免热丝下垂接触到拉丝模具通孔内壁导致模具烧毁，在实现批量加工的同时保障加工质量。
为了进一步的保障加工质量，单个模具架2上仅设置有一个V形槽，也就是说，每个模具架2上仅排布有一列拉丝模具a，从而仅有一条热丝4与一个模具架2对应，进而能更精确的进行调节，确保热丝4与该列拉丝模具a的通孔能良好的对中。如果单个模具架2上排布了两列及以上的拉丝模具a，模具架2进行升降时会带动所有列的拉丝模具a升降，难以保障所有列的拉丝模具a都与其对应的热丝达到良好对中。在本实施例中，所述反应腔室1内设置有若干个模具架2，每个模具架2上仅设置有一个V形槽，并且每个模具架2分别连接一个移动组件以进行独立调节，从而能使得每个模具架2上的拉丝模具a都能分别与其对应的热丝达到良好对中，调节灵活度高、精确度高，具体的，所述的若干个模具架2并排设置，也就是说，模具架2上的V形槽的长度方向相互平行，从而最终构成相互平行的若干列拉丝模具a，所述的热丝则对应的平行设置了若干根。
在本实施例中，所述热丝组件的电极3设置有独立控制的若干组，每组电极3上连接一根或者多根热丝4，也就是使得热丝分为独立控制的若干组，提高加工控制的灵活度和精确度，平衡反应腔室内的温度均匀性，电极中也设置冷却管路并与冷却系统连接，对电极进行有效冷却，避免电极温度过高影响工作稳定性和使用寿命。由于每个模具架2都是独立调节，并且热丝的加热功率、温度也是独立控制，从而不同模具架2上可分别安放不同尺寸规格的拉丝模具，能实现不同尺寸规格的拉丝模具都能与热丝精确对中并且保障加热要求，从而可同时加工多种尺寸的拉丝模具，增加产品制备的多样性和灵活适应性
金刚石涂层拉丝模具加工装置的冷却系统采用水冷系统，利用水作为冷却介质，冷却夹套15、支架51、支柱52以及电极中的冷却管路的口径大于6mm，优选为8mm，并且冷却系统设置水流不足报警装置。
金刚石涂层拉丝模具加工装置还设置有控制系统，控制系统包括PLC控制器、触摸屏等，对于真空组件、充气组件、冷却系统以及钟罩的升降进行控制。
实施例二
与实施例一不同的在于，所述的若干个模具架按直线排布，也就是说，模具架上的V形槽的长度方向沿同一直线方向，单根热丝同时穿过该若干个模具架的全部拉丝模具，每个模具架也是分别由一个移动组件进行独立调节，从而使得全部拉丝模具都能精确的与热丝对中，保障加热均匀性，从而保障拉丝模具的涂层质量，提高涂层厚度均匀性、涂层与基体结合力以及涂层后的孔型圆整度等。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种金刚石涂层拉丝模具加工装置，包括反应腔室(1)、对反应腔室(1)进行抽气的真空组件和向反应腔室(1)内输送反应气体的充气组件，其特征在于，所述反应腔室(1)内设置有热丝组件和模具架(2)，拉丝模具(a)安放在模具架(2)上，热丝组件包括从拉丝模具(a)的通孔穿过的热丝(4)；
所述模具架(2)设置有若干个，每个模具架(2)分别由一个移动组件进行独立调节以在加工前和加工过程中调节热丝(4)与拉丝模具(a)通孔的同轴度；
并且/或者，所述热丝(4)设置有若干根，拉丝模具(a)对应于热丝(4)设置有若干列，每根热丝(4)分别由一个移动组件进行独立调节以在加工前和加工过程中调节热丝(4)与拉丝模具(a)通孔的同轴度。
2.根据权利要求1所述的金刚石涂层拉丝模具加工装置，其特征在于，所述拉丝模具(a)按照其通孔轴向沿着横向的方式安放在模具架(2)上，所述的热丝(4)沿横向布置，所述的模具架(2)连接在进行高度调节的移动组件。
3.根据权利要求2所述的金刚石涂层拉丝模具加工装置，其特征在于，所述移动组件为丝杆组件，并且所述的丝杆组件的操作部设置在反应腔室(1)的外部。
4.根据权利要求3所述的金刚石涂层拉丝模具加工装置，其特征在于，所述丝杆组件包括支柱(52)以及沿竖向的螺纹杆(53)，所述的支柱(52)从反应腔室(1)的底板的开孔穿过并可沿开孔自由滑动，所述支柱(52)位于反应腔室(1)内部的一端与模具架(2)直接连接或间接连接，并且所述支柱(52)位于反应腔室(1)外部的一端与螺纹杆(53)直接螺接或间接螺接，螺纹杆(53)转动以带动支柱(52)升降。
5.根据权利要求4所述的金刚石涂层拉丝模具加工装置，其特征在于，所述丝杆组件还包括沿横向设置的连杆(55)，所述连杆(55)与螺纹杆(53)传动连接，转动连杆(55)以驱动螺纹杆(53)转动。
6.根据权利要求4所述的金刚石涂层拉丝模具加工装置，其特征在于，所述支柱(52)内部设置有与冷却系统连接的冷却管路。
7.根据权利要求6所述的金刚石涂层拉丝模具加工装置，其特征在于，所述的丝杆组件还包括用于承载模具架(2)的支架(51)，所述支柱(52)间隔设置有两根，所述支柱(52)位于反应腔室(1)内部的一端与支架(51)连接，所述支架(51)内设置有冷却管路，两个支柱(52)的冷却管路都与支架(51)内的冷却管路连通，冷却介质沿一个支柱(52)的冷却管路进入支架(51)内的冷却管路后再另一个支柱(52)的冷却管路流出，所述支柱(52)位于反应腔室(1)外部的一端与底架(54)连接，所述底架(54)与螺纹杆(53)螺接。
8.根据权利要求7所述的金刚石涂层拉丝模具加工装置，其特征在于，所述模具架(2)与支架(51)之间间隔有空隙。
9.根据权利要求4所述的金刚石涂层拉丝模具加工装置，其特征在于，所述支柱(52)与反应腔室(1)的底板开孔之间设置有动态密封圈(56)。
10.根据权利要求2至9任一项所述的金刚石涂层拉丝模具加工装置，其特征在于，所述模具架(2)具有V形槽，所述的拉丝模具(a)排布安放在V形槽中。
11.根据权利要求1至9任一项所述的金刚石涂层拉丝模具加工装置，其特征在于，单个模具架(2)上仅设置有一列沿着拉丝模具(a)的通孔轴向排布的若干个拉丝模具(a)，单根热丝(4)同时穿过该若干个拉丝模具(a)的通孔。
12.根据权利要求11所述的金刚石涂层拉丝模具加工装置，其特征在于，所述热丝组件还包括与热丝(4)电连接的电极(3)，并且所述的电极(3)设置有独立控制的若干组。
13.根据权利要求1至9任一项所述的金刚石涂层拉丝模具加工装置，其特征在于，所述的反应腔室(1)包括底板(11)和与底板(11)配合的钟罩(12)，所述钟罩(12)设置有冷却夹套(15)。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115488174A (zh) * 2022-11-18 2022-12-20 山东迪蒙特佳金刚石模具有限公司 一种拉丝模包裹金刚石的加工装置
CN117046909A (zh) * 2023-09-20 2023-11-14 中天钢铁集团(淮安)新材料有限公司 一种拉模式快速多次穿模机及拉丝机更换模链的操作方法
CN117046909B (zh) * 2023-09-20 2024-06-07 中天钢铁集团(淮安)新材料有限公司 一种拉模式快速多次穿模机及拉丝机更换模链的操作方法

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2850116A1 (fr) * 2002-12-02 2004-07-23 Alesages Diamant Carbure Adc Reacteur pour la synthese de diamant assistee par plasma micro-onde et filieres de trefilage traitees dans un tel reacteur
CN101280423A (zh) * 2008-04-02 2008-10-08 中国工程物理研究院总体工程研究所 小孔径金刚石涂层拉丝模具制备方法
CN101280422A (zh) * 2008-04-02 2008-10-08 四川中物超硬材料有限公司 金刚石涂层拉丝模具批量制备装置
CN201195746Y (zh) * 2008-04-02 2009-02-18 四川中物超硬材料有限公司 金刚石涂层拉丝模具批量制备装置
US7540181B1 (en) * 2006-10-13 2009-06-02 Us Synthetic Corporation Wire-drawing die assembly
CN203411607U (zh) * 2013-05-31 2014-01-29 中国工程物理研究院总体工程研究所 微小孔径金刚石涂层拉丝模装置
CN203559121U (zh) * 2013-11-21 2014-04-23 宜兴市先行金刚石纳米涂层科技有限公司 一种微细孔拉丝模内孔沉积金刚石薄膜装置
CN103834930A (zh) * 2013-12-29 2014-06-04 湖南中航超强金刚石膜高科技有限公司 一种内孔涂层金刚石膜的夹具和工艺
CN203768454U (zh) * 2014-05-20 2014-08-13 湖南中航超强金刚石膜高科技有限公司 模具内孔沉积金刚石薄膜的夹具
CN207581928U (zh) * 2017-12-20 2018-07-06 四川纳涂科技有限公司 一种高效加工cvd金刚石涂层拉丝模的设备
CN212349912U (zh) * 2020-06-15 2021-01-15 河南赞碳科技有限公司 一种热丝法制备金刚石涂层模具的布丝装置
CN212357382U (zh) * 2020-05-30 2021-01-15 河南赞碳科技有限公司 一种拉丝模具内孔制备金刚石涂层的装置

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2850116A1 (fr) * 2002-12-02 2004-07-23 Alesages Diamant Carbure Adc Reacteur pour la synthese de diamant assistee par plasma micro-onde et filieres de trefilage traitees dans un tel reacteur
US7540181B1 (en) * 2006-10-13 2009-06-02 Us Synthetic Corporation Wire-drawing die assembly
CN101280423A (zh) * 2008-04-02 2008-10-08 中国工程物理研究院总体工程研究所 小孔径金刚石涂层拉丝模具制备方法
CN101280422A (zh) * 2008-04-02 2008-10-08 四川中物超硬材料有限公司 金刚石涂层拉丝模具批量制备装置
CN201195746Y (zh) * 2008-04-02 2009-02-18 四川中物超硬材料有限公司 金刚石涂层拉丝模具批量制备装置
CN203411607U (zh) * 2013-05-31 2014-01-29 中国工程物理研究院总体工程研究所 微小孔径金刚石涂层拉丝模装置
CN203559121U (zh) * 2013-11-21 2014-04-23 宜兴市先行金刚石纳米涂层科技有限公司 一种微细孔拉丝模内孔沉积金刚石薄膜装置
CN103834930A (zh) * 2013-12-29 2014-06-04 湖南中航超强金刚石膜高科技有限公司 一种内孔涂层金刚石膜的夹具和工艺
CN203768454U (zh) * 2014-05-20 2014-08-13 湖南中航超强金刚石膜高科技有限公司 模具内孔沉积金刚石薄膜的夹具
CN207581928U (zh) * 2017-12-20 2018-07-06 四川纳涂科技有限公司 一种高效加工cvd金刚石涂层拉丝模的设备
CN212357382U (zh) * 2020-05-30 2021-01-15 河南赞碳科技有限公司 一种拉丝模具内孔制备金刚石涂层的装置
CN212349912U (zh) * 2020-06-15 2021-01-15 河南赞碳科技有限公司 一种热丝法制备金刚石涂层模具的布丝装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115488174A (zh) * 2022-11-18 2022-12-20 山东迪蒙特佳金刚石模具有限公司 一种拉丝模包裹金刚石的加工装置
CN117046909A (zh) * 2023-09-20 2023-11-14 中天钢铁集团(淮安)新材料有限公司 一种拉模式快速多次穿模机及拉丝机更换模链的操作方法
CN117046909B (zh) * 2023-09-20 2024-06-07 中天钢铁集团(淮安)新材料有限公司 一种拉模式快速多次穿模机及拉丝机更换模链的操作方法

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