石材切割锯片金刚石刀头磨损状况的研究

研究了花岗石锯切过程中金刚石锯片刀头的磨损状况,对刀头结合剂和金刚石磨粒的磨损机理进行了分析,并探讨了金刚石磨粒的磨损形态对金刚石锯片锯切性能的影响。     

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。     

金刚石辅磨料对混凝土锯片使用寿命和切割效率的影响

采用与主磨料粒度相差较大的金刚石微粉作为辅磨料,设计和制备了13种不同配方的金刚石小锯片进行切割混凝土的试验,实现主辅磨料双切削共同作用。通过混凝土切割实验和理论分析,研究金刚石辅磨料对金刚石锯片寿命和切割效率的影响。结果表明,在锯片中加入适量浓度的细颗粒金刚石作为辅磨料,能较大幅度提高混凝土金刚石锯片的切割效率及使用寿命。金刚石作为辅磨料可协助主磨料共同参与切割混凝土,能加快锯片的新陈代谢,使单位切削面上的受力点增多,且减小金刚石颗粒之间的间距,使大于金刚石间距的砂粒磨削不到胎体,从而减少砂粒对胎体的磨损,金刚石锯片的使用寿命最多可提高150%以上,切割效率提高约40%。     

仿形锯切技术在厚壁无缝钢管中的应用

厚壁无缝钢管在机械、石油、化工等行业应用广泛,传统的切割工艺存在加工效率低、自动化程度低等问题。近年开发的钢管数控仿形锯切技术使用专用锯切设备和锯片,不仅能够快速、精确的锯切大直径ERW焊管,而且在大型厚壁无缝钢管的生产和加工中得到了应用。由于采用了数控仿形锯切的原理,可以使用较小直径的硬质合金齿涂层锯片锯切最大φ720mm×60mm的钢管,适用钢级达到N80以上。经过生产使用证明,厚壁无缝钢管的仿形锯切生产效率高、锯切质量好,工作噪音低,安全性能好。     

钎焊金刚石工具的研究现状与展望

从钎焊工艺、钎焊料、工具产品和生产自动化4个方面介绍了当前国内外钎焊金刚石工具的研究成果，并在此基础上对钎焊金刚石工具下一步的研究重点进行了展望。详细论述了钎焊温度、保温时间、钎料合金成分对钎焊金刚石的影响。适宜的钎焊温度和保温时间可以保证金刚石/钎料界面发生充分反应，界面结合强度增强，获得较好的钎焊接头质量。添加适量的元素或化合物改进钎料合金成分，可以调控钎料的性能，降低金刚石石墨化和热损伤程度。概括总结了常规钎焊金刚石工具、磨粒有序排布钎焊金刚石工具及细粒度钎焊金刚石工具的发展现状，钎焊金刚石工具具有电镀和烧结金刚石工具无可比拟的优点；金刚石有序排布会提高工具的加工效率和使用寿命，提高磨削表面质量；对细粒度钎焊金刚石工具亟待解决的磨粒等高性和分布均匀性问题的研究进行了概述。     

不同烧结工艺制备的Fe基孕镶金刚石磨头结构和摩擦磨损性能

采用真空热压烧结法,以Fe基元素混合粉末和MBD8人造金刚石为原材料,通过改变工艺参数,制备锯切花岗岩用Fe基孕镶金刚石锯片磨头。采用SEM、XRD、布氏硬度仪、万能力学试验机和MRH-3销盘式摩擦试验机研究不同烧结工艺制备的磨头结构、力学性能和摩擦磨损行为。结果表明:提高烧结温度或烧结压力可使磨头胎体合金化程度增大,金刚石和胎体由机械包镶变为冶金结合,力学性能得到提高。与680℃/15 MPa/4 min和760℃/23 MPa/4 min烧结工艺相比,760℃/15 MPa/4 min工艺所得磨头胎体与金刚石具有最佳的耐磨匹配性和界面结合特性,摩擦磨损性能最好。     

烟囱用钛/钢复合板坡口机加工艺的改进

利用铣边机、刨边机等传统方法对2/6 mm×2 500 mm×6 900 mm钛/钢复合板进行坡口加工,无法满足"直边且刻槽宽度5 mm,边部超声波探伤(UT)检验符合ASTM A578-07 C级"的技术要求。为此,分析了复合板机加工分层的原因,并改用激光切割和圆盘锯切的方法,通过优化激光功率、峰值功率、脉冲频率、辅助气体、进给速度、圆盘锯转速等参数,有效解决了钛/钢复合板坡口机加中出现的边部分层、钛层撕裂等问题,产品经过UT检验满足客户要求。     

固结磨料切割Φ200 mm硅单晶表面损伤研究

研究电镀刚石线在多线切割过程中对半导体硅材料的去除机制与表面损伤情况，在不同的钢线速度下对Φ200 mm硅单晶进行切割实验，并对切割的试样与切屑进行扫描电镜（SEM）测试，观察试样的表面形貌和切屑的形貌，分析半导体硅材料的去除机制与硅片表面不同位置的粗糙度及损伤深度。结果表明：电镀金刚石线切割硅晶体时，线速度越高，进给速度越小，硅晶体材料越容易以塑性方式加工；固结磨料切割后的硅片表面，沿着工作台进给方向，表面粗糙度先增大再减小，硅片中间位置粗糙度最大。钢线入线位置的损伤层最深，且随着切割深度的增加，表面损伤层深度逐渐减小；沿着钢线往复运动的方向，两侧边缘位置粗糙度比中间小，钢线前进侧损伤层深度比回线侧深；进给速度一定时，硅片相同位置表面损伤层深度随着钢线速度的减小而增大。切割后的硅片表面由于局部切削热应力分布不均匀导致有微裂纹产生，相同进给速度时，线速度越高，切割后硅片相同位置表面微裂纹越窄，反之表面微裂纹越宽。     

活性炭孔分布对其电容衰减性能的影响

以8种不同孔结构的活性炭为实验对象,利用低温N2(77 K)吸附法测定活性炭的比表面积和孔径分布,并将其涂布到铝箔集流体上组装成双电层超级电容器。以1 mol/L四氟硼酸四乙基铵的乙腈溶液(Et4NBF4/AN)为电解液,利用循环伏安和恒流充放电技术研究活性炭的比表面积、中孔和微孔分布以及孔容等对双电层电容器倍率衰减性能的影响。结果表明:活性炭的比表面积、孔径和孔容的适量增大均能提高活性炭的比容量;中孔的适量增加不仅可以减小超级电容器的电阻,还可以提高活性炭的大电流充放电性能,降低大电流充放电时的电容衰减。当电流密度从0.15 A/g增大到9.6 A/g时:中孔活性炭的比电容衰减率平均为14.13%,而微孔活性炭的平均衰减率为20.58%;中孔表面积对比电容的贡献由10.10μF/cm2下降至9.95μF/cm2,而微孔表面积的贡献则由5.68μF/cm2下降至4.21μF/cm2。     

梯度孔结构微孔层的构建及性能

气体扩散层(gas diffusion layer, GDL)是质子交换膜燃料电池(polymer electrolyte membrane fuel cell,PEMFC)的关键部件之一。使用导电纳米碳黑、多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes, MWCNTs)和石墨片为微孔层碳材料,采用分层涂覆的方法,在碳纸基底层上构建具有梯度孔结构的微孔层。采用扫描电镜与压汞仪分析各扩散层的微观形貌及孔隙结构,测定扩散层的电阻率、透气率和突破压力,采用燃料电池测试平台测定单电池的输出性能。结果表明,MWCNTs层和石墨片层孔径呈“双峰”分布,形成了梯度孔结构微孔层,可促进气液两相传输的分离,从而提升电池的传质能力。与双层设计相比,具有三层梯度孔径结构微孔层的扩散层性能更优异,电流密度达5.5 A/cm²时仍未出现明显传质极化,最大功率密度为1855 mW/cm²,相比于商品气体扩散层提高21%。     

添加W/Cr和WC/Cr3C2对铁基金刚石锯片性能的影响

以Fe-30%Cu(质量分数)合金粉末、单质Sn粉和Cu粉的混合粉末为基体,分别用W/Cr/Ni混合粉末和WC/Cr3C2/Ni混合粉末作为添加剂,制备金刚石锯片胎体材料,并利用加压烧结方法制备金刚石锯片。分析胎体材料的致密度、组织结构和力学性能以及金刚石锯片的切割性能。结果表明:胎体中添加Ni-W/Cr或Ni-WC/Cr3C2后,硬度、冲击韧性和抗弯强度最大增幅分别达到19.2%、11.7%和6.9%,致密度由96.50%降至93.1%～94.8%;胎体材料中添加2.44%W和2.44%Cr(体积分数)的金刚石锯片具有最优的干切性能,磨耗比和切割速率分别达到105.3 m/mm和1.66 m/min;添加4.36%WC和0.67%Cr3C2(体积分数)的金刚石锯片具有最优的湿切性能,磨耗比和切割速度分别达到109.6 m/mm和2.17 m/min。     

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。     

刀片可转位机卡式硬质合金齿圆锯片的设计开发

以锯片的实际锯切工况为背景,为满足高钢级工件的锯切要求,在现有硬质合金锯片的基础上,开发了刀片可转位机卡式硬质合金齿圆锯片。锯片的片体通过特殊加工工艺加工出带有斜面的齿座或者通过增加垫片的方式形成锯齿的部分角度,刀片设计成四面刃的结构,并且进行涂层处理,二者通过机卡的方式连接,可解决高等级钢的锯切困难的问题。     

Consolidation of diamond tools using Cu–Co–Fe based alloys as metallic binders

Abstract

The present work reports the results obtained on the evaluation of both the response of commercially available Cu–Fe–Co pre-alloyed powders during processing for the consolidation of diamond tools under several fabrication routes, and the performance of the tools during in field cutting operations. The new metallic binders look attractive since they combine good sinterability with adequate values of hardness and wear resistance, as observed from the cutting tests carried out on granite and marble. The consolidation routes under research were conventional hot pressing, pressureless sintering, and hipping after sintering. The amount of copper contained in these alloys leads to fully dense parts by hot pressing at temperatures approximately 150°C lower than those used for cobalt. Pressureless sintering experiments showed that full densification requires the application of hipping post-sintering treatments. During processing under non-reducing atmospheres, the presence of metallic oxides contained in the powder was observed to exert a direct influence on the degradation of the diamond grits.     

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）。     

轧制烧结法制取铜合金基体-金刚石薄刀片

本文介绍了电子工业中广泛采用的切割半导体晶片和基片的金刚石薄刀片的基本特点和技术要求;概述了粉末冶金法制取铜合金基体-金刚石薄刀片的基体材料、工艺流程和几个关键工序。对刀片的主要技术参数测定和切割试验分析表明,铜合金基体-金刚石薄刀片完全符合使用技术要求。     

Effect of Volume Fraction of Particle on Wear Resistance of Al2O3／Steel Composites at Elevated Temperature

Inpreviouswork,heat resistingsteelwithlow carboncontentandhighoxidationresistanceatele vatedtemperaturewastakenasthematrixmaterial. AndAl2O3ceramicparticleswereutilizedasrein forcedphasefortheirgreatstabilityandhighrigidi tyatelevatedtemperature.Inorde…     

Diamond cutting tools with a Ni<Subscript>3</Subscript>Al matrix processed by reaction pseudo-hipping

Nickel aluminide, Ni₃Al, has high hot strength, which could help overcome the high heat and the interrupted vibrations that diamond cutting tools encounter during operation. Reaction pseudo-hipping, on the other hand, require only a short dwell time at high temperatures, which are detrimental to the diamond grits. Thus, it is promising to combine the unique nickel aluminide with the unique reaction pseudo-hipping process and replace the commonly used cobalt matrix. This study reports for the first time the process and application of reaction-pseudo-hipped Ni₃Al matrix for diamond tools. In this work, mixtures of elemental nickel, aluminum, boron powder, and diamond particles are reaction-pseudo-hipped. Densities greater than 99 pct and mechanical properties comparable to those of the cobalt are attained. With high-grade diamond grits, the tools thus prepared show, under dry cutting conditions, a grinding ratio 118 pct higher than that with the cobalt matrix.