FeCrBSi预合金粉末对金刚石锯片磨损特性的影响

通过在纯金属粉末胎体中加入不同比例的铁基预合金粉末,对各种胎体合金硬度、耐磨性、抗弯强度进行了检测,并对各种锯片进行了切割速度和切割寿命试验,同时对其结果进行了分析讨论.结果表明:适量加入铁基预合金粉末,可提高胎体对金刚石的把持力,改善金刚石的出刃性能,从而提高金刚石锯片的切割效率和使用寿命.     

混粉工艺对Cu基金刚石锯片胎体组织与硬度的影响

以Cu为基体,加入Co,Fe,Cr,Sn粉末,采用不同的工艺进行混合,经模压成形与热压,制备Sn含量(质量分数)分别为4%和6%的2种超薄Cu基金刚石切锯片胎体材料,用显微硬度仪、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)仪等表征该胎体材料的显微硬度、组织和成分,研究混粉工艺对胎体组织和硬度的影响。结果表明:将采用所有原料粉末进行混合球磨的混粉工艺时,所得胎体材料含有更多的铜锡固溶体,胎体平均硬度(HV0.1)比未经球磨混粉的分别提高186.20 MPa(含4%Sn)和215.30 MPa(含6%Sn);与之相比,采用将Cu粉和Sn粉混合球磨后再加入其他粉末的混粉工艺制备的胎体,平均硬度略有提高;球磨后Sn粉附着在Cu粉上,更易形成铜锡固溶体,并且金属粉末大量变形,发生严重的加工硬化,从而影响冷压成形率;随胎体中Sn含量从4%增加到6%,铜锡固溶体增加,胎体的平均硬度(HV0.1)分别从709.91、884.25和896.11 MPa提高到883.18、986.22和1 098.48 MPa。     

BN含量对BN/Ni(Cr)自润滑材料力学及摩损性能的影响

以Ni-20%Cr(质量分数,下同)合金粉末作为基体材料,添加六方BN(h-BN)作为固体润滑剂,制备燃气轮机中高温减摩用的BN/Ni(Cr)自润滑材料.研究BN含量对BN/Ni(Cr)复合材料密度、孔隙率、硬度、强度和伸长率以及摩擦磨损性能的影响.结果表明:随着BN含量增加,材料密度减小,孔隙率升高,强度、硬度和延伸率均下降,摩擦因数逐渐降低,磨损率先降低后升高.当BN含量为11%时BN/Ni(Cr)材料的磨损率达到最小值,并具有较高的硬度、强度和良好的摩擦磨损性能.     

超细W-25Cu粉末在金刚石工具中的应用研究

采用粉料混合、制粒、冷压成形和真空热压烧结法制备样品.利用SEM观察了添加超细W-25Cu合金粉末和W、Cu单质粉末的刀头断口金刚石形貌并进行了EDS分析,研究了烧结温度对添加超细W-25Cu合金粉和添加W、Cu单质粉末的胎体硬度、烧结密度、抗弯强度的影响,并利用SEM、金相和面扫描手段分析了断口形貌、显微组织和主要元素分布.结果表明:添加超细W-25Cu合金粉末的刀头中,金刚石表面形成了含W元素较多的“岛状”晶体物质并形成网状结构,提高了胎体对金刚石的把持力;在试验温度范围内,添加超细W-25Cu合金粉能显著提高胎体的硬度、致密度和元素分布的弥散性,但降低抗弯强度.锯片切割实验表明:添加超细W-25Cu合金粉比添加W、Cu单质粉可提高工具使用寿命约40％,可见添加超细W-25Cu合金粉末确实有利于胎体耐磨性的增加和胎体对金刚石把持力的提高.     

预合金粉末在切割花岗岩锯片生产中的应用研究

对6种全部或部分加入预合金粉末的金刚石锯片进行了切割试验研究,分析了预合金粉末在胎体中的作用,探讨了某种预合金胎体中金刚石参数设计的合理范围.研究发现,采用湿法冶金工艺制造的ZSF预合金粉末,能够显著提高胎体把持金刚石的能力和胎体的耐磨性;对于雾化法得到的ZWC预合金粉末和ZSF预合金粉末组成的胎体锯片,金刚石浓度为18%时即能够保证有较好的锋利度、耐磨性以及加工质量.     

WC-10Co-4Cr 含量对HVOF 制备WC-10Co-4Cr/Ni60涂层性能的影响

为改善农业机械工作部件的耐磨性和耐腐蚀性能,提高其使用寿命,采用超音速火焰喷涂的技术,在45 # 钢表面制备WC-10Co-4Cr/Ni60 涂层。在Ni60 粉末中分别添加质量分数为0、10 %、20 % 和30 % 的WC-10Co- 4Cr 粉末,探究WC-10Co-4Cr 含量对WC-10Co-4Cr/Ni60 涂层性能的影响。结果表明,制备的WC-10Co-4Cr/ Ni60 涂层组织均匀致密,涂层主要由γ ( NiCr ) 相和WC 相组成,含有少量的W2C、Ni3Fe 和Cr3Si 相,没有明显 的氧化脱碳现象。30 %WC-10Co-4Cr/Ni60 涂层的硬度达到9.35 GPa,是Ni60 涂层的1.23 倍,该涂层的耐磨性能最好, 在摩擦115 m 后,单位面积的总磨损量47.2 mg/cm2,比Ni60 涂层减少了35.3 %。20 %WC-10Co-4Cr/Ni60 涂层 的断裂韧性最高为6.04 MPa·m1/2,相较于Ni60 涂层提高了24.3 %,此外,该涂层在酸性环境中的耐腐蚀性能均 最佳。     

高能球磨制备WC/Al2O3-Cr-Mo-Ni金属陶瓷及其组织和力学性能

以亚微米级WC粉、Al2O3粉、Cr粉、Mo粉与Ni粉为原料,采用高能球磨+热压工艺制备WC/Al2O3-Cr-Mo-Ni金属陶瓷材料,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)分析材料的物相组成和显微组织结构以及断裂方式,研究粘结相Ni和陶瓷相Al2O3的含量(均为质量分数)对该材料力学性能和微观结构的影响。研究表明:金属陶瓷的抗弯强度及断裂韧性随Ni含量增加而提高,随Al2O3含量增加而降低,硬度的变化趋势则相反。当Ni含量为7%、Al2O3含量为10%时,该金属陶瓷具有良好的综合性能,抗弯强度为567 MPa,断裂韧性为7.46(MPa.m1/2),维氏硬度为15.24 GPa,基本达到现用模具材料的水平。随着Ni含量增加,金属陶瓷的断裂方式由沿晶断裂向沿晶断裂与穿晶断裂相混合的方式转变。     

有序排布金刚石锯片的制备与磨粒磨损形态研究

采用一种新型阵列微孔吸附金刚石多层有序排布法制备了体积分数为20%的多层有序排布金刚石锯片, 对比研究了多层有序排布金刚石锯片和随机分布金刚石锯片在加工罗源红花岗岩时的锯切电流和单颗金刚石磨粒所受的切向锯切力, 对切割加工实验后锯片中金刚石磨粒不同磨损形态进行了观察和统计, 分析了金刚石有序排布对锯片切割性能及金刚石磨粒磨损特征的影响。结果表明, 阵列微孔吸附有序排布金刚石锯片的锯切电流和单颗金刚石磨粒所受的切向锯切力比磨粒随机分布锯片低; 在干切和湿切条件下, 有序排布金刚石锯片的脱落磨粒占总磨粒比率比随机分布金刚石锯片低, 宏观破碎和微破碎磨粒占总磨粒比率比随机分布金刚石锯片高。     

金属颗粒初始状态对10NiO-NiFe2O4基金属陶瓷烧结及导电性能的影响

采用Cu、95Cu+5Ni单质混合粉、95Cu-5Ni包覆粉作为金属相加入10NiO-NiFe2O4陶瓷中,研究金属颗粒初始状态对10NiO-NiFe2O4基金属陶瓷烧结及导电性能的影响。研究结果表明:以Cu-Ni包覆粉作金属相可抑制Cu液相迁移,提高样品密度。金属含量为17%(质量分数)、烧结温度为1 300℃时,以95Cu-5Ni包覆粉为金属相的样品相对密度为98.0%,高于以Cu或95Cu+5Ni单质混合粉末为金属相的样品。Cu-Ni/(10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷遵循半导体导电机理,其电导率随温度的升高而增大。添加95Cu-5Ni包覆粉末为金属相的样品在960℃下电导率为78 S/cm,比添加95Cu+5Ni单质混合粉的样品提高20%。     

Sn含量对Cu基金刚石锯片胎体组织与硬度的影响

以Cu为基体,加入Co,Fe,Cr,Sn粉末,改变Sn含量,经过模压成形与热压,制备Cu基金刚石超薄切锯胎体材料,用显微硬度仪、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X线衍射(XRD)表征该胎体材料的显微硬度、组织和成分,研究Sn含量对胎体组织和硬度的影响。结果表明:采用烧结温度700℃、烧结压力8.2 MPa的工艺烧结出的胎体中,当Sn的质量分数为2%时,烧结Cu基锯片胎体平均硬度(HV0.1)最低为885.82 MPa;当Sn含量为12%时,烧结Cu基锯片胎体平均硬度最高为1 914.72 MPa。胎体中Sn含量从2%增加到6%,由于胎体中铜锡固溶体的含量增加,Cu基锯片胎体的平均硬度增加,胎体中Sn含量从8%增加到12%时,胎体中铜锡固溶体的含量减少,但是铜锡中间相含量增加,Cu基锯片胎体的平均硬度增加并达到最大值;胎体中Sn含量高于8%时,液态Sn会从胎体中流出,锯片与模具粘着严重,严重影响锯片成形率。     

铜基预合金粉末制备金刚石锯片的性能研究

采用共沉淀法制备了不同铜铁配比（质量比:45:35、50:30、55:25）的铜基预合金粉末,利用真空热压法烧结得到含金刚石的铜基结合剂刀头,通过激光焊接的方法制备出铜基结合剂金刚石锯片,研究了铜基预合金粉末中铜铁含量（质量分数）对金刚石锯片性能的影响。利用扫描电子显微镜观察锯片断面的显微组织形貌,并测量不同铜铁含量锯片的硬度和磨损量。结果表明:在三种配比中,当铜和铁质量比为50:30时,铜基结合剂与金刚石间的结合最佳,锯片性能最好,硬度最高（HRB 118）,锯片的磨损量最少（1.16 g）。     

电感耦合等离子体原子发射光谱法测定人造金刚石中7种元素

人造金刚石的合成一般使用合金触媒以降低合成时所需的高温高压,但触媒的使用会使杂质元素进入人造金刚石内部,严重影响金刚石的性能。采用750℃预灰化样品,加入硫酸与盐酸加热冒烟处理样品,而后将样品于950℃高温灼烧灰化后,再使用盐酸溶解。选择Cr267.716nm、Mn 257.610nm、Ni 221.648nm、Al 309.271nm、Fe 259.940nm、Mg 279.553nm、Ti 334.941nm为分析线,使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定金刚石中Cr、Mn、Ni、Al、Fe、Mg、Ti等7种元素。各元素校准曲线的线性相关系数r为0.999 4~0.999 9,线性关系良好;方法中各元素的测定下限为0.021~0.27μg/g。按照实验方法测定金刚石样品中Cr、Mn、Ni、Al、Fe、Mg、Ti,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)为0.75%~1.9%,回收率为93%~107%。将按照实验方法前处理后的3个人造金刚石样品溶液分别采用ICP-AES和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)进行测定,结果相吻合。     

镀层对金刚石/玻璃复合材料性能的影响

为满足现代电子工业日益增长的散热需求,急需研究和开发新型高导热陶瓷（玻璃）基复合材料,而改善复合材料中增强相与基体的界面结合状况是提高复合材料热导率的重要途径.本文在对金刚石和镀Cr金刚石进行镀Cu和控制氧化的基础上,利用放电等离子烧结方法制备了不同的金刚石增强玻璃基复合材料,并观察了其微观形貌和界面结合状况,测定了复合材料的热导率.实验结果表明:复合材料中金刚石颗粒均匀分布于玻璃基体中,Cu/金刚石界面和Cr/Cu界面分别是两种复合材料中结合最弱的界面;复合材料的热导率随着金刚石体积分数的增加而增加;金刚石/玻璃复合材料的热导率随着镀Cu层厚度的增加而降低,由于镀Cr层实现了与金刚石的化学结合以及Cr在Cu层中的扩散,镀Cr金刚石/玻璃复合材料的热导率随着镀Cu层厚度的增加而增加.当金刚石粒径为100μm、体积分数为70%及镀Cu层厚度为约1.59μm时,复合材料的热导率最高达到约91.0 W·m-1·K-1.      

金刚石锯片锋利性试验研究

通过室内锯切试验，对三种不同粒度、浓度的金刚石锯片在切割大理石时的锋利性能进行了比较，列出了锯切得到的数据结果；并通过理论计算与分析得出结论：当金刚石粒径不变时，适当减少金刚石浓度，锯片锋利性得到提高；当金刚石浓度不变时，适当增大金刚石粒度，锯片锋利性也能得到提高。同时，推导出了锯片金刚石参数设计中必须遵循的相邻两颗金刚石之间的最大间距原则。     

金刚石有序排列对锯片性能的影响

排布方式合理的有序排列金刚石锯片能明显提高锋利性,增加寿命。试验采用2片无序排列锯片和4片有序排列锯片切割混凝土,不同排布方式的锯片切割性能有很大的差异。介绍了有序排列锯片制作的工艺流程,并且从理论上分析了排布参数对切割性能的影响,提出横向间距和纵向间距是有序排列方式设计中最重要的两个参数。     

新型Cu/Cr2Nb真空断路器触头材料的制备与性能研究

以Cu粉和Cr2Nb粉为原材料,分别采用真空烧结和真空热压工艺制备新型Cu/Cr2Nb触头材料.研究了制备工艺、材料成分对Cu/Cr2Nb触头材料的组织和性能的影响规律.结果表明,采用一般烧结工艺难以制备出致密度高的Cu/Cr2Nb材料,而采用热压工艺不仅可制备出致密度高的Cu/Cr2Nb材料,而且与CuCr50触头材料相比,在硬度相当的前提下,Cu/Cr2Nb材料的导电性能显著提高.     

金刚石工具胎体材料中碳化物形成元素的行为

研究了金刚石胎体材料中的碳化物形成元素(Cr,Ti,W)与石墨和金刚石之间的粘结行为。结果表明,碳化物形成元素与石墨或金刚石发生反应而形成碳化物层。通过碳化物层,胎体材料与金刚石之间产生冶金结合。Co基和Cu基胎体材料中加入Cr可提高胎体对金刚石的粘结强度,Cr对Co基胎体本身也有固溶强化作用。W对金刚石有一定粘结作用。     

热等静压Cr3 C2/Ni3 Al复合材料的微观组织及相组成

采用热等静压技术(HIP)在1160℃、100 MPa 条件下制备出 Cr3 C2/Ni3 Al 复合材料,研究了 Cr3 C2/Ni3 Al复合材料的微观组织和相组成。结果表明,Cr3 C2初始颗粒首先溶解成 Cr 和 C 原子,并往基体中扩散;冷却过程中,溶解的Cr和C原子转化为稳定的Cr7 C3结构;由于 Ni3 Al合金中的 Fe易与 C形成稳定碳化物,促使Fe原子从基体中往Cr7 C3结构中发生上坡扩散,并取代Cr7 C3结构中的部分Cr原子形成 M7 C3(M为 Cr、Fe,余同)结构的扩散相。当Cr3 C2初始颗粒较大时,在高温过程中,Cr3 C2颗粒未能全部溶解,而未溶解的 Cr3 C2颗粒芯部在冷却过程中仍保持为Cr3 C2结构。该条件下制备的Cr3 C2/Ni3 Al复合材料主要由Cr3 C2硬芯相、M7 C3扩散相和γ′-Ni3 Al基材相组成,其中Cr3 C2硬芯相和γ′-Ni3 Al基材相通过M7 C3扩散相形成良好的扩散连接;该结构的复合材料磨损后表面Cr3 C2颗粒末发生剥落且沟槽在铬碳化物处发生中断,表现出良好的耐磨性。