超高压水雾化制备预合金粉末在金刚石工具中的应用（英文）

采用超高压水雾化工艺制备金刚石工具用铜基、铁基、钴基预合金粉末,并对超高压水雾化法、常规水雾化法以及单质金属机械混合粉末制备的金刚石工具烧结节块的力学性能、胎体对金刚石的把持力、空白与含金刚石胎体烧结节块的断口形貌进行测定、比较与分析。结果表明:超高压水雾化预合金粉末烧结节块的相对密度、硬度和抗弯强度等力学性能有显著提高。超高压水雾化预合金粉末烧结节块断口形貌为韧性断裂,预合金粉末与金刚石之间除具有机械嵌镶力外,还存在化学结合力,胎体粉末材料对金刚石的把持能力明显增强。采用超高压水雾化预合金粉末可大大改善金刚石制品胎体的力学性能与使用寿命。     

预合金粉末在金刚石工具中的应用研究

本文初步分析研究了预合金粉末在金刚石工具胎体材料中的应用情况，讨论了预合金粉末作为工具胎体材料的优越性能和应用前景，分析发现，只要选择得当，预合金粉末胎体材料的性能可达到钴基胎体材料的性能水平，并且具有切割速度快，寿命长，对金刚石粘结牢固等优点，预合金粉末的应用成功必将推动金刚石工具制造技术的进一步发展。     

预合金粉在金刚石工具烧结中的钎焊作用

通过增加钴、镍、铬、钛的比例可以提高胎体对金刚石的把持力,从而达到提高金刚石工具寿命的目的,但是过硬的胎体降低工具的切削效率.为解决寿命和效率的矛盾,采用预合金粉末替代单质金属粉加入胎体粉中热压烧结,使得胎体粉和金刚石颗粒之间形成钎焊连接.简述了金刚石工具中人造金刚石的存在状态,分析了金刚石从出刃、刻划、切削、磨损、暴露、破碎到脱落的使用寿命过程,指出工具使用中大量的金刚石并非磨损失效,而是以破碎、脱落形式流失.分析了金刚石脱落、流失的主要原因是金刚石把持力不够导致了金刚石早期脱落.研究结果表明:预合金粉末法可以实现胎体与金刚石的钎焊连接,预合金粉末的成分和热压烧结工艺决定了对金刚石的钎焊连接的效果.应用结果显示:预合金粉末中含有强碳化物形成元素,预合金粉与金刚石的亲和力强,在烧结过程中可以实现胎体与金刚石的钎接,使金刚石的出刃高度大大提高;预合金粉的熔化温度区间与烧结温度相匹配,避免了刀头的毛刺、飞边,减小裂纹发生倾向.     

镀膜金刚石对刀头性能的影响及其机理研究

将镀有金刚膜的金刚石应用于Cu,Fe,Ni和Co基胎体材料中经热压制得试样，发现用镀有金属膜石制得的试样的磨削性能不同程度地优于未镀金属膜的金刚石制得的试样，通常热压过程中金刚石镀膜一方面提高金刚石胎体间的界面粘线强度，一方面防止金刚石在热压时的高温损伤，其中后作用比前更显。实验中还发现，镀膜金刚尤其适用于Fe基胎体材料的金刚石工具。     

预合金粉在热压烧结中的扩散行为及作用

简述了金刚石脱落的主要原因是胎体把持力不够造成的,预合金粉末的使用明显提高了胎体和金刚石的连接强度.研究结果表明,预合金粉末法可以实现胎体与金刚石的扩散连接;预合金粉末的成分不同,其与金刚石表面的润湿性差异较明显;温度对预合金粉末的扩散行为有显著影响;预合金粉末与金刚石热压烧结气氛不同,对两者之间的连接效果也会有致命的影响,将影响金刚石刀头的使用寿命.     

金刚石工具预合金代钴粉末的研究及应用

近年,国内外开展了金刚石工具代钻粉末的研究。本文采用水雾化法开发了三种预合余代钻粉末：对粉末的基本属性、形貌,粉末的相组成,粉末的差热性进行了分析研究;测定了它们的烧结密度、硬度、抗弯强度、弹性模量随热压烧结温度变化的规律;采用作者自行建立的磨料磨损试验方法,测定了它们的质最磨损阿分率（即耐磨性）;测定了它们的冷压生坯密度、模拟生坯强度以及高频钎焊的结合力矩;观察了热压烧结SEM腐蚀组织和SEM断口形貌。结果表明：三种预合金粉末有着优良的低温烧结性能和耐磨性,表现出接近于超细钴和相当于国外代钴粉末的优良的物理、机械性能,对金刚石把持力高;具有高的高频钎焊结合力矩;粉末成本较低,用粉量可降低。实际切割花岗石、混凝土,切割锋利,使用寿命长。     

薄壁金刚石钻头铁基胎体配方的探讨

本文对薄壁金刚石钻头胎体进行了以铁代钴的胎体配方研究。对金刚石表面进行镀钛处理，成功地解决了高温下Fe与金刚石的直接接触，镀层与胎体实现了化学联接。并采用了中频热压烧结工艺，制造出了钻切性能优良的薄壁金刚石钻头。     

金刚石制品胎体用预合金粉的制备

采用共沉淀还原法制取金刚石制品胎体的铜基预合金粉末。用X射线衍射仪（XRD）分析其物相组成，扫描电子显微镜（SEM）观察其形貌特征。研究了共沉淀还原法制备预合金粉末的机理。将预合金粉末经过真空热压烧结后，测试了其基本力学性能。研究结果表明：用该法制取的预合金胎体粉末形貌较均匀、粒度较均一，成分组成达到了设计的要求。共沉淀还原法制备预合金粉末的机理为：各种金属盐在共沉淀反应过程中相互固溶形成了复合金属盐，复合金属盐再通过还原得到预合金粉末。与传统机械混合法制成的胎体材料相比，用该预合金粉制成的胎体材料，均匀性更好，力学性能明显优于传统机械混合法，相对密度达98．24％，硬度达100．4HRB，抗弯强度达1127．45MPa。     

烧结压力对低液相Fe基预合金钻头胎体性能的影响

在烧结温度为950℃、保温时间为5 min及不同烧结压力条件下开展热压烧结试验，对比研究烧结压力对3种低液相Fe基预合金钻头胎体和1种传统Fe基钻头胎体性能的影响，具体包括胎体压入硬度、抗弯强度、致密度和金刚石包镶强度等力学性能，以及金刚石的热损伤情况和钻头胎体的微观组织结构与形貌特征等。结果表明：随着烧结压力增大，低液相空白胎体的压入硬度、抗弯强度和致密度逐渐增大，而传统Fe基空白胎体的压入硬度和抗弯强度呈现先增大后减小的趋势，其致密度为增大趋势；对于含金刚石的胎体，低液相与传统Fe基胎体抗弯强度均随烧结压力增大而增大，当烧结压力为20 MPa时，继续增大压力，低液相含金刚石胎体的抗弯强度趋于稳定，而传统Fe基含金刚石胎体的抗弯强度略有下降。同时，随着烧结压力的增大，低液相胎体的均一性明显增强，但金刚石的热损伤加剧。综合胎体的力学性能与断口形貌特征，优选的烧结压力为20 MPa，此时的低液相Fe基预合金胎体硬度、抗弯强度可满足孕镶金刚石钻头需要。     

热压金刚石工具材料及其致密化

讨论了热压金刚石工具材料的包镶力和致密性. 建立并运用热压金刚石工具材料热压烧结后期的密度及致密化方程, 分析了热压烧结各主要工艺参量及物理参量. 对Fe, Ni, Co包镶金刚石,以及主要粘结相663Cu, Co, 复合Fe粉, 复合Co粉等胎体材料进行了差热分析实验,验证了该密度及致密化方程的正确性, 并用于指导生产实际, 使生产出的热压金刚石工具材料的实际使用性能及其稳定性得到了有效的提高.     

真空液相活化烧结对金刚石孕镶体性能的影响

本文研究金刚石刀头真空热压烧结与普通热压烧结的烧结成型及结合性能。通过真空烧结采用含有强碳化物形成元素的低熔点预合金粉末作为粘结相，采用三点弯曲试验测试了普通热压烧结与真空液相活化烧结试样的抗弯强度，用SEM观察了断口金刚石表面的界面反应。结果表明，采用真空液相活化烧结使得钛元素在金刚石表面聚集，与碳原子形成碳化钛，提高了金刚石与基体金属的结合力以及基体自身的强度。切割实验表明真空液相活化烧结刀头锋利度及寿命明显提高。     

CSB-2预合金粉质量分数和烧结温度对热压富铁基胎体力学性能的影响

热压富铁基金刚石钻头具有成本低、钻速高的优点,已在钻探中广泛应用。对比相同的热压富铁基胎体配方,通过测试试样的致密度、显微硬度、抗弯强度和抗冲击韧性,研究CSB-2预合金粉质量分数和烧结温度对金刚石钻头胎体力学性能的影响。试验结果表明:添加CSB-2预合金粉的胎体性能均比单质混粉胎体性能好。随CSB-2质量分数的增加,胎体的致密度、显微硬度、抗弯强度和抗冲击韧性分别最大提高了7.68%、27.99%、94.43%和312.82%;同时,胎体粉末预合金化有利于降低胎体的热压烧结温度;为获得良好的应用效果,CSB-2质量分数应大于30%,且最佳烧结温度为940~980℃。      

磨粒真空预钎焊金刚石磨轮的研制及其加工性能分析

分别采用Cu-Sn-Ti合金、A合金稀释的Ni-Cr合金对金刚石真空预钎焊处理,将预钎焊磨粒与金属粉末混匀后热压烧结制作节块和磨轮,并进行磨轮对比磨削实验。由抗压强度、冲击韧性实验测试磨粒力学性能,由抗弯强度实验测试节块抗弯强度。由扫描电镜分析磨粒与胎体界面结合效果。结果表明:Cu基预钎焊磨粒预钎焊层分布均匀,力学性能比A-Ni基预钎焊磨粒提高;预钎焊节块抗弯强度高于常规节块;Cu基预钎焊磨粒与胎体结合致密,界面处Ti元素偏聚富集,Fe、Cu元素相互扩散,实现了牢固化学冶金结合;预钎焊磨轮加工性能明显优于常规磨轮,Cu基预钎焊磨轮锋利度比Ni基预钎焊磨轮提高约15%,实现了多层钎焊效果。     

一种激光焊接金刚石锯片过渡层用预合金粉末的性能研究

本文介绍了激光焊接金刚石工具的发展以及预合金粉末在激光焊接金刚石工具过渡层中的应用.分别对预合金粉末和混合粉末烧结得到的胎体进行了三点抗弯强度实验和焊接实验.实验结果表明:自行研制的超细预合金粉末S-1的烧结温度在750～850 ℃,抗弯强度在800～1300 MPa,激光焊接强度高于40 N·m,焊接强度变化小于4 N·m;在800 ℃烧结时,与混合粉末比较,使用超细预合金粉末,胎体的三点抗弯强度由1050 MPa提高到1300 MPa,焊接强度由36 N·m提高到44 N·m.     

热压金刚石钻头铁基胎体机械性能的研究

为了系统研究铁基金刚石钻头胎体配方组成对胎体机械性能的影响规律,本文采用极端顶点法设计胎体配方试验。胎体配方组成为Fe（含P23%）、WC、663-Cu、Ni、Co和Mn粉,试验测试指标为胎体硬度和耐磨性。对测试结果进行回归分析和非线性规划求解,分析了胎体配方组成对胎体机械性能的影响规律,从理论上得出了胎体硬度和耐磨性的最优值以及相应的胎体配方。结果表明：P可降低铁基胎体的烧结温度,有效阻止Fe对金刚石的热侵蚀作用。随着Fe（P-Fe）和WC含量的增加,胎体的硬度和耐磨性都得到明显改善,铁基胎体可以满足热压金刚石钻头对其机械性能的要求。     

FeCoCu预合金粉末含量和烧结温度对碳化钨基钻头性能的影响

为提高钻头胎体耐磨性与地层研磨性的适应性,提高钻头自锐能力,选取FeCoCu预合金粉作为胎体成分,对胎体性能进行研究。在碳化钨基胎体中添加FeCoCu预合金粉末,调节金刚石钻头胎体中FeCoCu粉末与WC粉末的配比关系,并在不同的烧结温度下烧制试样,寻找FeCoCu含量和烧结温度对胎体性能的影响规律。试验结果发现：随着FeCoCu含量的升高,胎体的相对致密度、洛氏硬度、抗弯强度和耐磨性随之降低;烧结温度对相对致密度、洛氏硬度、抗弯强度的影响幅度小,对胎体耐磨性的影响幅度大,最大变化幅度达到310%。FeCoCu预合金与烧结温度的耦合作用下,胎体的耐磨性变化存在较宽的调节区间,可通过二者组合的变化,调节胎体耐磨性,提高胎体对地层的适应性。     

预合金粉成分及烧结工艺对金刚石刀头寿命的影响

采用多种手段分析不同条件预合金粉末对金刚石刀头的影响.研究结果表明:预合金粉末的成分不同,其与金刚石表面的润湿性差异比较明显,依据各种金属的物理化学性能及金刚石工具的使用要求灵活优化选择;预合金粉末的氧含量越高,将在烧结的过程中产生大量的氧化夹杂物,影响其与金刚石颗粒的良好润湿,降低粘结强度;预合金粉末与金刚石热压烧结气氛不同,其与金刚石颗粒之间的连接效果会对金刚石刀头产生致命的影响.     

预合金粉对金刚石复合体组织结构影响及机理分析

文中以热压烧结金刚石刀头胎体材料为研究对象,对比分析了添加不同比例的FCu14预合金粉对金刚石刀头孔隙率、硬度、抗剪强度、抗弯强度等性能的影响.结果表明,随着FCu14预合金粉含量的增加,胎体合金成分均匀化,微细的铁基胎体被铜基粘结相均匀地包围,减少了孔隙的存在.胎体的孔隙率明显降低,孔隙均匀细小,因而金刚石刀头胎体硬...     

激光焊接金刚石工具过渡层预合金粉末研究

过渡层材料对激光焊接金刚石工具的焊缝强度、外观、性能均有很大影响。为了保证激光焊接金刚石工具的使用性能,过渡层材料应当具有合理的配方组分和优良的烧结性能,本文在这方面进行了一些研究。着重介绍了德国Dr．Fritsch的Diabase—V系列、法国Eurotungstene的NEXT系列、比利时Umicore的Cobalite系列预合金粉末和BASF公司的羰基Fe粉和羰基Ni粉的技术参数,并分别对它们的烧结特性进行了分析。     

第二代FeCuCo预合金粉末的烧结与力学性能研究

采用国产真空热压烧结机制备了第二代FeCuCo预合金粉末的胎体试样,着重研究了不同烧结温度对胎体的断口形貌、相对密度、硬度和抗弯强度的影响。结果表明:在选定的不同热压烧结温度下,胎体的断口均为沿晶断裂和穿晶断裂的混合型断口,胎体的晶粒尺寸比较均匀;随着烧结温度的升高,胎体内的晶粒逐渐长大,但没有发生异常长大现象,胎体的相对密度先略有升高然后恒定不变,硬度一直呈下降趋势,抗弯强度先升高后下降;在30 MPa保压6 min的条件下,第二代FeCuCo预合金粉末的最佳烧结温度为850℃,此时胎体的相对密度为97.5%,硬度为105.5 HRB,抗弯强度为1 839.14MPa。