金刚石胎体Cu-Fe-Sn-Ce预合金粉的研究

为了改善铜基胎体金刚石锯片的切割性能,用雾化法制备了Cu-Fe-Sn-Ce预合金粉,该预合金粉形状为球状,粒径大约为5～15 μm.用粉末冶金法制备了Cu-Fe-Sn-Ce预合金粉金刚石刀头,研究了Cu-Fe-Sn-Ce预合金粉对金刚石圆锯片刀头的硬度、抗弯强度及切割石材寿命的影响;利用扫描电子显微镜(SEM)对金刚石与金属胎体之间的粘结状况及金属胎体的微观结构进行了分析.结果表明:稀土元素加入金属胎体中,有利于Cu-Fe-Sn胎体抗弯强度和硬度的提高.铜基胎体Ⅱ在Ce的含量达到1.5%时抗弯强度达到最大值(477.65 MPa),硬度也达到最大值(102 HRB);从显微分析发现,Ce容易在金刚石与胎体界面处富聚,从而有利于提高胎体材料对金刚石的粘结强度.切割石材万年青和635石材试验表明:在切割寿命相当的情况下,与未含稀土Ce元素刀头的金刚石锯片相比,金刚石脱落度降低6.3%,金刚石锯片的切割速度分别由3.06 m/min和3.5 m/min提高到3.9 m/min和4.05 m/min.     

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。     

孕镶钻头胎体对金刚石机械把持力的评价方法

传统的孕镶钻头胎体对金刚石的把持力来源于机械把持力。金刚石表面的残余压应力是评价胎体对金刚石机械把持力的重要指标。本文中,对现有的金刚石表面压应力计算方法进行比较和评价,发现经验公式、弹性力学方程表征公式的计算结果与实际值差别很大,公式形式不够合理,而基于弹塑性力学理论的力学计算公式与有限元数值模拟方法具有很好的有效性。对WC基金刚石复合材料烧结后的冷却过程分析发现,钻头胎体在烧结后的冷却过程中发生了塑性变形,金刚石颗粒周围形成塑性变形区域;塑性变形吸收了一部分能量,缓解了金刚石—胎体之间的热错配应力,释放了一部分金刚石表面的静压应力;冷却完成后,金刚石表面会产生残余压应力,而这种残余压应力是胎体对金刚石机械把持力的主要来源。      

金属胎体对金刚石把持力的概述

把持力指的是胎体对金刚石颗粒的包镶能力,它能够直接定量地衡量金刚石颗粒在胎体中被牢固黏结而不脱落的程度,是影响金刚石工具使用性能和工作寿命的关键因素。我们从把持力的形成机制出发,介绍了把持力研究的重要意义以及提高把持力的方法。然后,分别介绍了定性分析法、抗弯强度分析法、弹性力学方程表征法、拉曼光谱分析法、抗拉强度试验法及张力环试验法等胎体对金刚石把持力的计算与评价方法。最后,总结了目前胎体对金刚石把持力研究存在的问题并给出了一些相应的建议。     

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...     

水雾化预合金粉在加工混凝土锯片中的研究与应用

研究了水雾化预合金粉,测试不同的预合金粉胎体成分配比以及烧结工艺,提高胎体对金刚石的把持力,提高锯片的切割效率,保证切割寿命。     

金刚石锯片失效分析和强化方法

本文分析了金刚石锯片刀头失效的主要原因。采用扫描电子显微镜、能谱仪、硬度仪、光学显微镜等手段对金刚石锯片的刀头材料、微观组织及其与锯片耐磨性进行研究。研究结果表明，通过添加微量稀土合金元素后，细化了胎体合金晶粒组织，改善了胎体与金刚石的结合状况，可使胎体金属对金刚石的包镶致密、把持力明显增大；添加富铈稀土和铬合金元素的锯片胎体耐磨性都有提高，其中添加富铈稀土效果尤为明显。多种添加物的添加，其对耐磨性的增加作用也有叠加，其中添加稀土与铬合金元素的锯片磨损系数降低，提高了胎体合金的耐磨性，使其耐磨率降低了20％。     

交变磁处理对金刚石锯片切割性能的影响

选用不同的工艺参数在交变磁场中对金刚石锯片通磁处理,通过对磁处理试件和未磁处理试件的对比切割试验,研究了交变磁处理对金刚石锯片切割性能的影响.研究结果表明:交变磁处理提高了胎体对金刚石的机械把持力,数据统计显示,磁处理锯片金刚石颗粒的脱落率低,参与切割的金刚石数目多,金刚石的有效利用率得到提高;从切割效果来看,交变磁场能够有效提高金刚石锯片的切割性能,但磁处理温度条件对锯片的切割性能有一定的影响;试验优选的磁处理工艺条件为:300 ℃、50 Hz、1 T、60 min,在该工艺条件下,锯片的使用寿命提高46.3%,切割速度提高13.1%;断口组织形貌分析显示,交变磁处理后试件胎体的组织晶粒细小,晶粒细化是金刚石锯片切割性能提高的根本原因.     

添加P降低胎体材料的烧结温度

研究了金刚石钻头胎体中添加Ｐ以降低胎体材料的液相温度。首先制取Ｃｕ－８．７Ｐ共晶预合金，并对该合金进行变质处理以提高其韧性，然后将预合金与其它组元混合，制成所需要成分的胎体材料。从而降低钻头的热压温度，减少高温所引起的金刚石强度的损失，提高钻头的使用性能，同时又可降低钻头生产成本。     

一种高效长寿命金刚石圆锯片刀头的研制

本文通过试验研究，研制出一种高效长寿命金刚石圆锯片的胎体配方，并测出其机械性能及共锯片刀头的性能。该胎体具有良好的韧性、较高的强度、适度的硬度及对金刚石良好的包镶性能，其最突出的性能是烧结后金刚石强度反而提高了９．４８％，同时分析了胎体内高致密度固溶置换合金Ｗ－Ｃｕ－Ｎｉ及金刚石表面化学吸附层的形成是胎体具有优越性能的原因，并制作出锯片在室内进行了少量切割试验，从而证明了这种配方的现场使用价值。     

激光切缝金刚石圆锯片的降噪机理研究

金刚石圆锯片切割石材过程中产生很大噪声。本文用CAD软件设计了不同细缝形状的锯片基体 ,用有限元软件ANSYS分析了锯片基体的模态 ,并结合噪声测试试验分析了激光切缝金刚石圆锯片的降噪机理。     

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。     

高效长寿命花岗石专用锯片的研制

由于花岗石中有大量的难加工的组分,所以提高锯片性能的关键是锯片耐磨,同时保持锋利性。本文分析了国外锯片,又实验对比了13种胎体成分,选用冲击韧性好的高品级金刚石,粗、细粒度金刚石混用,且粗、中粗的最佳含量是80％;WC基结合剂中W骨架材料使胎体形成W-Cu-Ni高致密固溶体。耐磨相YG8或WC含量增加5％,金刚石浓度增加4％,可以显著提高锯片的耐磨性。     

干切花岗岩的金刚石小锯片试验研究

采用三种预合金粉末HF1、HF2、HF3混合作为锯片胎体材料,共设计了8种不同配方的金刚石小锯片进行干切花岗岩的试验,实现了金刚石小锯片在工作层高度范围内从开始到寿命结束全过程干切花岗岩。本文探讨了几种预合金胎体中金刚石参数设计的合理范围,分析了预合金粉末胎体对于干式切割锯片的作用。研究发现,铁基、铜基预合金胎体对金刚石能产生一定的冶金结合,能够提高胎体对金刚石的把持能力,使锯片在干切过程中,金刚石能够正常有效地刻取岩石。并对同一锯片做了干湿切对比,结果表明对于小尺寸金刚石锯片,干切的寿命明显高于湿切寿命,提高了锯片的利用价值。     

耐冲击型金刚石圆锯片锯切受力的数值模拟(二)——以新型半圆形水槽锯片为例

建立耐冲击型金刚石锯片锯切受力的有限元分析模型,围绕新型半圆形水槽和传统U型水槽的2种齿形结构,以数值模拟对比研究金刚石圆锯片的锯切受力。仿真结果表明:在承受相同载荷的情况下,新型半圆形水槽锯片较传统U型水槽锯片在锯切受力时的变形、应力方面都得到了明显改善,其变形量减少11.56%,第一、第三主应力分别降低24.04%和34.19%,因而其承受大载荷和耐冲击性能良好。      

金刚石锯片浓度设计研究

本文根据金刚石切岩深度图及金刚石锯片切岩受力分析图,推导出了一种新的金刚石锯片浓度设计计算方法。将金刚石锯片施加给岩石单位面积的压力与岩石的抗压强度进行比较,如该压力大于岩石的抗压强度较多,则说明锯片工作面上的金刚石颗粒太少,应增加金刚石浓度;如该压力小于岩石的抗压强度,则说明金刚石锯片工作面上的金刚石颗粒太多,应降低金刚石的浓度。如此调整,直到该压力值略大于岩石的抗压强度为止。根据实例进行了计算,表明本文所提出的金刚石锯片浓度设计方法是可行的。     

金刚石有序排列锯片制备及切割性能研究

介绍了金刚石有序排列在锯片中的应用和实现锯片中金刚石有序排列的方法。采用两种常规锯片和一种有序排列锯片切割钢筋混凝土,通过实验可知:同等条件(同胎体、同金刚石品级和浓度)下,有序排列金刚石锯片较常规锯片切割速度提高23.6%,使用寿命提高31.5%;不仅如此,有序排列锯片与同胎体、金刚石浓度高5%的常规锯片相比切割速度仍能提高18.8%,寿命提高21.9%;金刚石有序排列锯片在节省金刚石用量、减少锯片成本的基础上,仍能提高锯片的效率和寿命,体现了有序排列金刚石锯片的优越性。     

金刚石锯片切割性的评价方法和检测系统的研制

本文探讨了金刚石锯片切割性能的评价方法,基于此方法,应用多参数检测技术和LabVIEW软件平台开发出一套金刚石锯片性能检测系统。该系统可以实时的实现金刚石锯片切割性能参数的采集、显示、分析、存储和回放等功能。通过保存的数据可以方便的求出试验锯片的最大给进速度和平均给进速度以及功率的最大值和平均值等,来综合评价锯片的切割性能。     

复合基金刚石圆锯片的磨损特性及优化设计

从金刚石的最大平均切屑厚度和切削力研究了复合基金刚石圆锯片的磨损过程。结果表明：金刚石最大平均切屑厚度为２５～６０μｍ，最大平均切削力为３～１２Ｎ。金刚石参数与切割工艺最佳匹配的计算式为：Ｖｐ／Ｖｓ．根号ａｐ／ｄｓ＝０．７７（Ａ．Ｂ．Ｄ＾－／λ＾－ｅ）＾２     

树脂结合剂金刚石线锯的涂覆层研究

针对树脂结合剂金刚石线锯磨粒把持强度低、耐磨性和耐热性差等问题,通过正交试验,配制了不同组分配比的涂覆层,制作了树脂结合剂金刚石线锯,并进行了单晶硅切割试验,试验研究了涂覆层各组分对树脂锯丝性能的影响。试验结果表明,当涂覆层中环氧树脂与酚醛树脂的质量比为2.5:1、增韧剂CTBN质量分数为13%、偶联剂KH-550质量分数为1%、纳米SiO₂的质量分数为3%、金刚石磨粒含量为500 mg/mL时,制作的树脂结合剂金刚石线锯在材料去除率、磨损率、涂覆层结合力、切割表面质量等方面综合性能最优。