EuroWire January 2015

59 / 80

Техническая статья
57 январь 2015 г.
Shanghai Jiaoyou Diamond
Coating Co Ltd
951 Jianchuan Road
Шанхай 200240
Китай
Тел: +86 215 473 0743
Email:
Вебсайт:
Shanghai Jiaotong University
800 Dongchuan Road
Шанхай 200240
Китай
Тел: +86 215 474 0000
Вебсайт:
применения самого экологически
чистого компонента помимо
сокращения расходов. Большинство
производственных линий с фильерами
из карбида вольфрама используют
смазки на основе масла для охлаждения
фильер и уменьшения трения на
восстановительной и опорной зонах
фильер. Еще одним доводом является
обработка алюминиевой продукции.
Для фильер из карбида вольфрама
требуется смазка на масляной основе
для достижения удовлетворительной
обработки поверхности. Однако,
системы смазок на масляной основе
вызывают немало опасений. К примеру,
стоимость смазок высока, необходимо
дорогое комплектующее оборудование,
а потребление масляных ресурсов
отсутствует (в производственных
процессах смазок на масляной основе).
Кроме того, смазки на масляной основе
переносят загрязнение в цех (дым,
химические частицы и микробы) и
вызывают сложности при переработке
алюминиевых отходов. Для заказчиков
волочения два последних фактора
являются большими проблемами,
особенно переработка алюминиевых
отходов.
Система смазки на водной основе
могла бы удачно заменить стандартную
систему смазки на масляной основе
при использовании нано-фильер для
производства коаксиального кабеля
и алюминиево-пластиковых трубных
компонентов. Данная тенденция
набирает популярность в производстве
в Китае[5][6] .
Ус п ешным р е з у л ьт а т ом
является уникальная структура
углерода, связанного sp2 в слое
нанокристаллического алмазного
покрытия нано-фильер. Это не
только уменьшает трение на стыке
с алюминием (и при самосмазке, с
некоторыми сходными графитными
структурами), но и улучшает пропитку
смазываемой пленки смазкой на водной
основе (по сравнению с обычным
поликристаллическим покрытием).
Стандартные фильеры из карбида
вольфрама будут также вызывать
трудности, связанные с большой
степеньютравленияоксидаиадгезивным
износом при использовании систем
на водной основе. Однако технология
гораздо более проста в применении
для нано-фильер из-за высокой степени
химической инертности и очень низкой
скорости износа алмазных покрытий.
На рисунке 5 показано применение
смазки на водной основе при волочении
трубных алюминиево-пластиковых
компонентов нано-фильерами на
заводе заказчика в провинции
Чжэцзян в Китае и окончательный вид
алюминиевой продукции. Используя
данный метод заказчик экономит
расходы на смазочное масло, очистное
оборудование и значительно сокращает
загрязнение окружающей среды.
Трубные алюминиево-пластиковых
компоненты, которые они производят,
имеют более точный диаметр и лучшую
обработку поверхности чем те, для
производства которых применялись
фильеры из карбида вольфрама и
система смазки на масляной основе.
Та же самая тенденция прослеживается
в многочисленных сферах применения
волочения в Китае. Нано-фильеры
пользуются спросом крупных
производителей в Китае благодаря
экологичности водной смазки.
5 Выводы
Нанокристаллические алмазные
композитные покрытия наносятся на
внутренние поверхности волочильных
фильер из карбида вольфрама (YG6)
при использовании технологии
распыления. В соответствии с
результатами сканирующего
электронного микроскопа и раман-
спектроскопии, нанокристаллические
алмазные покрытия также содержат
большой процент поликристаллических
алмазных структур с очень маленьким
размером гранул около 50 нм и
большим количеством границ гранул.
Данные покрытия предусматривают
очень хорошую износостойкость,
обработку поверхности и низкое трение
с алюминием.
Применение нано-фильер в процессах
волочения алюминиевой проволоки
или труб (коаксиального кабеля или
алюминиево-пластиковых трубных
компонентов) может не только увеличить
срок эксплуатации волочильных фильер
(в 10~25 по сравнению с фильерами из
карбида вольфрама), увеличив при этом
срок замены, но и обеспечить четкое
соблюдение диаметра и улучшение
качества поверхности волочильной
продукции, сэкономив значительное
количество сырьевого материала. Кроме
того, нано-фильеры хорошо применимы
для высокоскоростного волочения.
В частности, системы смазки на водной
основе могут применяться для замены
систем смазки на масляной основе
при использовании нано-фильер
для производства алюминиевого
коаксиального кабеля, алюминиево-
пластиковых трубных компонентов и
алюминиевой проволоки, обеспечив
при этом экономическую выгоду,
уменьшив загрязнение окружающей
среды и внедрив экологически чистые
производственные технологии. n
6 Ссылки
[1] Dieler M Gruen, ‘Nanocrystalline diamond films’,
Annu Rev Mater Sci 1999, 29: 211~259
[2] Sun Fanghong, Zhang Zhiming, Guo Songshou,
Shen Hesheng et al, ‘Industrialisation of CVD
Diamond Films: Diamond coated drawing dies
and cutting tools,’ Bilateral Chinese-Russian
scientific seminar (Hangzhou), 27th-29th December
2010
[3] Zhang Zhiming, He Xianchang, Shen Hesheng,
Sun Fanghong, et al, ‘Pre-treatment for diamond
coatings on free-shape WC-Co tools,’ Diamond
and Related Materials, 2000, 9:1749~1752
[4] Zhang Zhiming, He Xianchang, Shen Hesheng,
Sun Fanghong, et al, ‘Fabrication and application
of chemical vapour deposition diamond-coated
drawing dies,’ Diamond and Related Materials,
2001,10:33~38
[5] Li Zhenquan, Zhou Yan, Liu Yang, et al, ‘Application
of nanocrystalline diamond composite coating
compacting dies,’ Electric Wire & Cable (Chinese),
2005, 2:46~48
[6] Guo Songshou, Zhang Zhiming, Shen Hesheng,
Sun Fanghong, et al, ‘Characterisation and
Application of Nanocrystalline Diamond-coated
Welding and Drawing Dies,’Optical Fiber & Electric
Cable (Chinese), 2007, 1: 9~12