Une enclume en carbure cémenté est un élément important de l'équipement utilisé dans la production de diamants synthétiques. Il est soumis à des charges alternées à haute température et haute pression pendant le processus de synthèse du diamant. La durée de vie de l’enclume en carbure cémenté détermine directement le coût de production de la synthèse du diamant. Typiquement, la durée de vie d'une enclume en carbure cémenté est d'environ 5 000 cycles, avec un taux de consommation de plus de 3 kg pour 10 000 carats. Cependant, par rapport à leurs homologues nationaux du secteur de la synthèse du diamant, les entreprises étrangères ont commencé à adopter les enclumes diamantées en carbure cémenté à grain fin YG12x. Ces enclumes ont généralement une dureté de HRA90,5 ou supérieure, une résistance à la flexion de 3 000 MPa, une durée de vie moyenne supérieure à 8 000 cycles et un taux de consommation inférieur à 1,5 kg pour 10 000 carats.

Points clés de la production des enclumes en carbure cémenté

1. Assurer une structure uniforme : Il est crucial d’assurer la répartition uniforme du carbone dans les enclumes en carbure cémenté. Étant donné que les enclumes en carbure cémenté sont de gros produits solides, lors de l'élimination du liant, une certaine quantité de résidus de carbone sera laissée dans différentes parties de l'enclume, conduisant à un gradient de carbone. Ce gradient de carbone ne correspond pas à la structure requise de l'enclume en carbure cémenté et doit être minimisé ou éliminé.

Des méthodes telles que le déliantage et le frittage continus ou la délubrification intermittente et le frittage sous atmosphère peuvent être utilisées pour y parvenir. Dans le processus, des méthodes de déliantage lentes et à basse température sont utilisées en fonction de la taille de l'enclume pour éliminer le liant. Cela permet de contrôler le gradient de carbone dans une plage étroite.

2. Assurer l'uniformité de la température pendant le frittage : L'utilisation d'un four de frittage avec une chambre intérieure peut garantir que les fluctuations de température en chaque point soient inférieures à 3 degrés. Cela garantit un frittage cohérent dans toute l’enclume.
3. Sélection des matières premières : Le choix des matières premières pour les enclumes en carbure cémenté est également important. Grâce à des expériences approfondies, il a été prouvé que l'utilisation de matières premières avec une distribution granulométrique concentrée permet d'obtenir une structure d'alliage plus uniforme, réduisant ainsi l'apparition de grains plus grossiers ou plus fins.
4. Soulagement des contraintes et traitement du vieillissement : Généralement, la contrainte tissulaire générée lors du frittage et la contrainte interne résiduelle après un usinage de précision peuvent provoquer des fractures dans les enclumes en carbure cémenté. Avant utilisation, les enclumes doivent subir un traitement de vieillissement pour éliminer ou réduire les contraintes résiduelles et améliorer leur résistance à la rupture sous des charges alternées. Les méthodes de traitement de vieillissement comprennent le vieillissement naturel, le vieillissement au four, le vieillissement par trempe à l'huile, le vieillissement sous vide, le vieillissement par ultrasons, etc. Le vieillissement naturel doit être effectué pendant au moins un mois, tandis que le vieillissement au four doit être effectué à une température inférieure à 250 °C pendant au moins au moins 72 heures.

En prêtant attention à ces points clés, la production d’enclumes en carbure cémenté peut garantir leur qualité et leurs performances dans les processus de synthèse du diamant.

Nuances d'enclume en carbure

Les qualités d'enclumes en carbure cémenté comprennent YG6, YG8 et YG12x. Le carbure cémenté de qualité YG6 se compose de 94% WC (carbure de tungstène) et de 6% Co (cobalt), avec des poudres WC et Co de granulométrie moyenne comme composants principaux. La teneur élevée en phase dure WC garantit les exigences de performance en compression de l'enclume en carbure cémenté. Cependant, la teneur plus faible en phase liante Co affecte quelque peu la résistance à la traction de l'enclume en carbure cémenté et la rend sujette à la fissuration lors de la synthèse du diamant. De plus, le contrôle de la teneur en C dans les enclumes en carbure cémenté YG6 présente certaines difficultés, car il est sensible à la formation de carbone libre ou de phase êta, ce qui peut affecter les performances des enclumes pendant l'utilisation.

Le carbure cémenté de qualité YG8 contient 92% WC et 8% Co, ce qui en fait un carbure cémenté de granulométrie moyenne. Il présente d'excellentes propriétés de compression et de traction et a une durée de vie plus longue avec moins de cas de fissuration de l'enclume dans les premiers stades.

Le carbure cémenté de qualité YG12x est un carbure cémenté à fines particules. Avec une certaine teneur en Co, plus la granulométrie du WC est petite, plus la densité, la dureté et la résistance à la compression sont élevées. Il est considéré comme un matériau idéal pour les enclumes en carbure cémenté.

Utilisation correcte des enclumes en carbure cémenté

1. Ajustement correct entre l'enclume en carbure cémenté et l'anneau en acier : Il est important de garantir le matériau de l'anneau en acier et l'installation correcte de l'enclume en carbure cémenté avec des angles de conicité précis. L'angle de conicité entre l'enclume en carbure cémenté et l'anneau en acier doit être cohérent, avec une zone de contact d'au moins 90%. La hauteur d'installation doit être raisonnable, généralement de 8 à 10 mm pour les diamètres inférieurs à Φ127 mm et de 10 à 12 mm pour les diamètres supérieurs à Φ127 mm. L'enclume en carbure cémenté ne doit pas avoir de contact ponctuel avec les tampons de taille, pour éviter la concentration des contraintes.
2. Les vis de fixation de l'anneau en acier doivent être réglables librement sans résistance significative.
3. Les tampons de taille installés doivent avoir un contact uniforme avec le piston du cylindre de travail et être solidement fixés.
4. Lors de l'installation de l'enclume en carbure cémenté, elle doit être nivelée à l'aide d'un bloc d'étalonnage. Tapotez doucement le bloc d'étalonnage entre les deux enclumes, et il ne devrait y avoir aucune secousse. Enfin, les six lames d'enclume en carbure cémenté ajustées et le bloc solide du carré synthétique doivent s'aligner au centre, le centre étant toujours au centre de la surface de l'enclume en carbure cémenté. La synchronicité des trois directions du bloc solide ne doit pas dépasser 0,2 mm.
5. La presse doit avoir une bonne précision de réglage, sans fuite, et la synchronicité et l'écart d'alignement ne doivent pas dépasser 0,2 mm. Après avoir aligné les six enclumes en carbure cémenté avec le bloc plein, une évaluation plus approfondie doit être effectuée sur la base du bloc synthétique et de la tige synthétique. L'extrémité de la tige doit être ronde et non elliptique ou excentrique, garantissant que la tige synthétique est un cylindre régulier sans phénomène anormal tel qu'une extrémité en forme de trompette. Dans le cas contraire, l’alignement des enclumes en carbure cémenté doit être ajusté davantage.

La précision du traitement de l'anneau en acier et des tampons dimensionnels doit répondre aux exigences. La surface intérieure de l'anneau en acier doit avoir une douceur de Ra1,6, et la rondeur et l'angle de conicité doivent correspondre à la tolérance de positionnement des enclumes en carbure cémenté. Le parallélisme des tampons de taille doit être ≤0,02 mm et ils doivent avoir une dureté appropriée. La température et la durée de cuisson du bloc solide doivent être modérées pour éviter les accidents causés par de mauvaises performances de transmission de pression ou une teneur en humidité excessive. L'anneau en acier conducteur ne doit pas présenter de rouille, de fissures sur les bords et ne doit pas bleuir après la cuisson. Un stockage approprié à l’abri de l’humidité est nécessaire.

Lors de l'assemblage, vérifiez les blocs solides pour déceler les fissures, les impuretés et si des plaques d'acier fines et épaisses sont placées ou inversées par erreur. Avant de placer le bloc, nettoyer les surfaces des six enclumes en carbure cémenté pour éviter les coups de marteau ou les chocs électriques. Chaque enclume en carbure cémenté doit être entièrement grattée sur les quatre côtés avant la synthèse pour éviter son effondrement. Lors de l'avancement de la course à vide, inspectez les actions des six cylindres et vérifiez tout mauvais fonctionnement du cylindre fixe et faites une pause lorsque le cylindre mobile est en place. Pendant l'arrêt thermique et la libération de pression, le temps de maintien ne doit pas être inférieur à 1 minute pour éviter les explosions de libération de pression.