金刚石有序排列锯片切割性能的优化设计

通过自主研发的金刚石有序排列技术,制作出金刚石三维有序排列锯片,并通过锯切对比实验,检验产品的切割性能。结果表明:金刚石三维有序排列锯片既可以提高锯片锋利度又可以提高锯片寿命;通过金刚石表面处理还可以进一步提高金刚石三维有序排列锯片的切割性能,其锋利度较传统锯片锋利度提高了27.7%,寿命提高了66.6%。      

一种低成本高性能钢筋混凝土金刚石绳锯的研制

研究了新型超细预合金粉末和橡胶硫化工艺对钢筋混凝土金刚石绳锯的成本和性能的影响。通过新型超细预合金粉末的应用,橡胶硫化工艺的优化,研发并制作出一种低成本高性能的钢筋混凝土金刚石绳锯。用该绳锯对高钢筋含量（钢筋截面积/梁截面积>0.09）的混凝土梁进行切割测试,并对结果进行分析。结果表明,该金刚石绳锯锋利度好,寿命长,切割速度可达2.0~2.8 m2/h,使用寿命可达2.7~3.3 m2/m,处于行业内领先水平。      

陶瓷金刚石砂轮在YG10X顶锤磨削加工中的应用

采用自行设计的陶瓷结合剂金刚石砂轮加工硬质合金顶锤,用低浓度金刚石砂轮加工其平面,用高浓度金刚石砂轮加工其外圆,并与树脂金刚石砂轮的磨削加工进行对比。实验结果表明:同等条件下陶瓷金刚石砂轮的锋利度要高于树脂金刚石砂轮的锋利度,其加工速度更快,且磨削产生的热要远低于树脂砂轮的;平面磨削中,陶瓷金刚石砂轮通过调整工艺参数或调细金刚石粒度能够获得更好的表面粗糙度;外圆磨削中,陶瓷砂轮较树脂砂轮加工效率提升约50%,当陶瓷金刚石砂轮浓度达到200%时,砂轮性价比最高。      

磨料有序排布金刚石锯片的加工性能试验研究

设计并制作了3组新型磨料有序排布烧结金刚石锯片和1组无序锯片,进行了635#花岗岩对比切割试验。对有序排布锯片的胎体磨损进行了分析,研究了金刚石浓度、锯片外径等因素对有序排布锯片锋利度与寿命的影响。研究发现:有序排布锯片边料层与中料层之间有个最佳金刚石浓度差,使得有序排布锯片具有最优的锋利度与寿命;有序锯片锋利度好于无序锯片,有序锯片切割性能较无序锯片稳定,有序排布锯片还可以减少金刚石浓度、节约金刚石用量、降低10%以上的金刚石材料成本。     

影响无压烧结小直径金刚石锯片性能的主要因素分析

以锋利度及寿命为指标,通过单因素试验,考察了烧结温度、保温时间、金刚石浓度、粒度对ф112 mm锯片性能的影响。结果表明:影响锯片性能的因素从大到小依次为:烧结温度、金刚石粒度、金刚石浓度、保温时间;当烧结温度为930℃,金刚石粒度为35/40,金刚石浓度为12%,保温时间为60 min时,ф112 mm锯片的性能最优。      

利用配方均匀设计优化金刚石钻头的胎体配方

对用于干钻花岗岩的金刚石钻头的胎体配方采用有约束的配方均匀设计,研究胎体配方不同成分对钻头锋利度和寿命的影响,并利用SPSS对试验结果进行回归分析,得出性能指标与各组分之间的关系,同时通过t检验得出影响因素的主次及影响的显著性,最后通过Excel规划求解得到最优化配方。实验结果表明,建立的Scheffe回归方程对试验结果有很好的拟合性,在三种组分中,Co元素的含量对金刚石钻头的锋利度与寿命有显著影响,运用配方均匀设计能够使我们用较少的试验次数获得理想的结果。      

超精密晶圆减薄砂轮及减薄磨削装备研究进展

在芯片制程的后道阶段,通过超精密晶圆减薄工艺可以有效减小芯片封装体积,导通电阻,改善芯片的热扩散效率,提高其电气性能、力学性能。目前的主流工艺通过超细粒度金刚石砂轮和高稳定性超精密减薄设备对晶圆进行减薄,可实现大尺寸晶圆的高精度、高效率、高稳定性无损伤表面加工。重点综述了目前超精密晶圆减薄砂轮的研究进展,在磨料方面综述了机械磨削用硬磨料和化学机械磨削用软磨料的研究现状,包括泡沫化金刚石、金刚石团聚磨料、表面微刃金刚石的制备方法及磨削性能,同时归纳总结了软磨料砂轮的化学机械磨削机理及材料去除模型。在结合剂研究方面,综述了金属、树脂和陶瓷3种结合剂的优缺点,以及在晶圆减薄砂轮上的应用,重点综述了目前在改善陶瓷结合剂的本征力学强度及与金刚石之间的界面润湿性方面的研究进展。在晶圆减薄超细粒度金刚石砂轮制备方面,由于微纳金刚石的表面能较大,采用传统工艺制备砂轮会导致磨料发生团聚,影响加工质量。在此基础上,总结论述了溶胶–凝胶法、高分子网络凝胶法、电泳沉积法、凝胶注模法、结构化砂轮等新型工艺方法在超细粒度砂轮制备方面的应用研究,同时还综述了目前不同的晶圆减薄工艺及超精密减薄设备的研究进展,并指出未来半导体加工工具及装备的发展方向。     

面向工程陶瓷的单颗金刚石磨粒划擦磨损规律

为了研究工程陶瓷平面磨削中金刚石砂轮的磨粒磨损规律,制备圆锥形单颗粒金刚石磨具模拟实际磨粒切削刃。以金刚石磨粒的尖端圆弧半径表征磨粒切削刃锋利程度与磨削能力,并用圆弧半径的磨损规律等效描述切削刃磨损特性。采用基于扫描电镜与数据拟合的技术测量单颗磨粒金刚石尖端圆弧半径。运用单因素试验及正交试验分析了金刚石颗粒尖端形状、材料种类与加工参数对磨粒磨损规律的影响。实验结果表明,当顶锥角2θ为120°、磨削深度ap0.01 mm时,金刚石磨粒具有较高划擦寿命。各因素的影响主次顺序为:顶锥角>磨削深度>工作台速度。本研究为金刚石砂轮磨粒规格和磨削用量的选取提供了重要参考。     

填料含量对树脂金刚石磨具使用性能的影响

采用正交实验法,通过测定树脂金刚石磨具试样的力学性能及磨削性能,研究了不同填料对树脂金刚石磨具使用性能的影响。实验结果表明:在金刚石、聚酰亚胺、氧化铬等组分确定的前提下,当碳化硅微粉体积分数30%,合金粉体积分数4%,冰晶石体积分数4%时,树脂金刚石磨具的磨削比较高,达到2.286,锋利性和耐磨性较好,具有良好的使用性能。     

多切削刃金刚石颗粒烧结试验研究

为提高金刚石工具的锋利度和加工效率，延长其使用寿命，采用低温烧结的方法对金刚石颗粒表面进行多刃化处理。使用扫描电镜照片和质量损失率对不同烧结工艺的金刚石颗粒多刃化效果进行表征，并进行了碳化硅晶片研磨试验。结果表明:金刚石颗粒多刃化处理的最佳烧结工艺为:烧结温度750 ℃，烧结时间480 min，期间通10 kPa氧气2次，每次通气2 min，通气间隔2 h。在此条件下可获得大小适中，凹坑分布均匀的多刃化金刚石颗粒表面。碳化硅晶片研磨试验证明:多刃化金刚石颗粒与常规金刚石颗粒相比，材料去除率可提高1.1倍，研磨后晶片表面粗糙度R_a约为常规金刚石颗粒的24%，多刃化处理可显著提高金刚石颗粒研磨碳化硅晶片的抛光效率和精度。      

三峡永久船闸导垂孔施工用电镀金刚石钻头的研制

为了满足导垂孔施工孔径大、垂直精度高（扎斜允许偏差在1‰以内）的要求,本文采用复合电镀技术研制出大口径会刚石钻头,所用胎体材料为镍钴合金,钻进金刚石的品级为MBD8、MBD10,其中MBD10占总量的60％,金刚石粒度分别为40／45、45／50、50／60、60／70,各种粒度的比例（质量比）分别为20％、30％、35％、15％。电镀金刚石钻头在室温下进行,pH值在3～5之间,电流密度在0．5—0．9A／dm^2范围内。文章还提出了基体设计和强化方案,分析了钢体、金刚石参数、胎体对钻进过程的影响,采用混目金刚石扩大了钻头的适用范嗣,提高了钻头的自锐性。使用结果表明：胎体配方、工艺流程、电镀参数和钢体强化没汁是合理的,研制的电镀金刚石钻头在二峡永久船闸倒垂孔钻进中,其平均使用寿命达到16米,钻进时效为0．3～0．5m．     

碳化硅粒度对修整陶瓷金刚石研磨盘的影响

为研究碳化硅粒度对陶瓷金刚石研磨盘的修整效果的影响,使用不同粒度的碳化硅修整环对粒度为M20/30的陶瓷金刚石研磨盘进行修整,分析修整后陶瓷金刚石研磨盘的表面形貌、耐用度、加工效率等。结果发现:在修整参数为上盘转速12 r/min,下盘转速12 r/min,内环转速12 r/min,预压力0.2 MPa的条件下,用240#碳化硅修整环（碳化硅粒度尺寸61 μm）进行修整,其出刃高度与金刚石颗粒的间距相当,修整后的磨盘锋利度最好、表面保持性最好。      

钎焊法制造单层金刚石取孔钻及其界面微观结构

使用钎焊法制造了单层金刚石取孔钻,并与电镀单层金刚石取孔钻的加工性能进行了比较.发现由于具有高的金刚石出刃和结合强度,钎焊取孔钻的锋利度和寿命都优于电镀取孔钻.通过光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDX)和X射线衍射等对钢基体-钎料合金-金刚石的界面微观结构和成分进行了观察和分析,发现钎料合金中的Ni,Cr元素向钢基体中有一定的扩散;而在钎料合金和金刚石上分别存在反应层.钎料合金反应层主要是金刚石表面的C原子扩散进入液相后与Cr反应生成的Cr3C2和Cr7C3,而金刚石反应层是石墨化金刚石表面的位错通道与Cr反应形成Cr3C2并渗透到一定的深度形成的.     

几种提高微晶石锯片综合应用性能的方法

近年来，微晶石作为新型的装饰材料在我国获得了广泛的应用。针对微晶石的难加工与锯切，从在金刚石刀头胎体中添加钨粉、采用制粒工艺以及设计多层结构刀头三方面探讨提高微晶石锯片的综合应用性能。结果表明：钨粉的添加能改善金刚石刀头的性能并提高锯片的寿命；制粒技术的应用可改善金刚石在胎体中的均匀分布和提高对金刚石的把持力；多层结构刀头有效提高了锯片的锋利度和切削质量。     

空心球造孔制备的多孔金属结合剂金刚石砂轮的磨削性能研究

本实验采用青铜结合剂为胎体,通过添加氧化铝空心球并采用热压烧结法,制备出多孔金属结合剂金刚石砂轮,并采用所制备的砂轮对工程陶瓷和铸铁材料进行磨削加工试验.实验结果表明:随着孔隙率的增加,含空心球的多孔金属结合剂金刚石砂轮的磨削阻力减小,砂轮的锋利性、磨削比和被加工工件的表面质量均得到提高;当孔隙率超过30%时,随着孔隙...     

高铁基金刚石工具胎体烧结工艺及切割性能

通过调整高铁基胎体的成分，并测试分析烧结节块的力学性能和断口组织，研究并优化其成分设计和烧结工艺。结果表明:设计成分为Fe质量分数75%、扩散CuSn10质量分数15%、Cu+Ni质量分数10%的高铁基胎体综合性能较好，其烧结温度范围为910～940 ℃，硬度HRB 90以上，抗弯强度1 200 MPa以上，断口组织呈较明显的韧窝状。胎体在此条件下合金化程度较好，且较宽的工艺范围也适合工业化生产。用该高铁基胎体制备一种低成本激光焊接通用金刚石锯片LW350，并同市售相同规格的代表性同类锯片进行水泥混凝土切割对比试验，结果表明:采用该胎体制备的激光焊接通用锯片可显著降低成本；锯片的锋利度降低约15%，寿命提高约20%。      

激光焊接锋利型小锯片配方的研制

激光焊接小锯片刀头是通过热压烧结而成，其刀头比以往整体的烧结的刀头致密，但锋利度不够，针对如何提高激光焊接小锯片的锋利性问题，本文主要研究了铁含量，添加元素成分以及金刚石品质，浓度，粒度等对锯片锋利度的影响。     

铜磷预合金粉在金刚石工具中的应用

在金刚石工具中添加铜磷预合金粉,热压烧结过程中铜磷预合金粉瞬时液化对铁铜基础粉形成钎焊连接,烧结体的致密度、硬度、强度均得到提高。铜磷预合金粉改善单质铁粉和铜粉的润湿性和结合力,并在晶界处生成脆性化合物,增加烧结体的脆性,提高了金刚石工具的锋利度,在金刚石工具行业中具有广阔的应用前景。      

Adhesion analysis and dry machining performance of CVD diamond coatings deposited on surface modified WC-Co turning inserts

This paper investigates the effects of different surface pretreatments on the adhesion and performance of CVD diamond coated WC-Co turning inserts for the dry machining of high silicon aluminum alloys. Different interfacial characteristics between the diamond coatings and the modified WC-Co substrate were obtained by the use of two different chemical etchings and a CrN/Cr interlayer, with the aim to produce an adherent diamond coating by increasing the interlocking effect of the diamond film, and halting the catalytic effect of the cobalt present on the cemented carbide tool. A systematic study is analyzed in terms of the initial cutting tool surface modifications, the deposition and characterization of microcrystalline diamond coatings deposited by HFCVD synthesis, the estimation of the resulting diamond adhesion by Rockwell indentations and Raman spectroscopy, and finally, the evaluation of the dry machining performance of the diamond coated tools on A390 aluminum alloys. The experiments show that chemical etching methods exceed the effect of the CrN/Cr interlayer in increasing the diamond coating adhesion under dry cutting operations. This work provided new insights about optimizing the surface characteristics of cemented carbides to produce adherent diamond coatings in the dry cutting manufacturing chain of high silicon aluminum alloys.     

Micro-cutting characteristics of EDM fabricated high-precision polycrystalline diamond tools

To fabricate three-dimensional microstructures, such as micro dimples, micro grooves and micro channels, on ceramic mold materials, tool fabrication with super hard materials is an essential step. In this work, micro electro discharge machining (EDM) was used to fabricate high-precision polycrystalline diamond end mills. Form accuracy and edge sharpness in one micron level were achieved by utilizing electro discharge induced graphitization of diamond grains under extremely low discharge energy conditions. The cutting performance of the fabricated tools was examined by machining micro dimples and micro grooves on tungsten carbide mold substrates. Results showed that using the EDM-fabricated tools, ductile mode machining of tungsten carbide was realized with a surface finish of 2 nm R_a, which is comparable to that produced by polishing.