电镀金刚石工具的改进研究

电镀金刚石工具中存在的把持力不足、颗粒脱落等问题,严重影响了工具的使用寿命和效率.文章综述了国内外近年来发展起来的改进电镀金刚石工具性能的方法,归纳成以下三大类:1、改进镀层胎体材料性能,提高镀层对金刚石的支撑和结合作用;2、通过提高金刚石与胎体的接触面积,消除金刚石与镀层之间的空隙;3、对金刚石颗粒表面处理,使金刚石与镀层间形成化学键结合.文中对各种方法进行了详细的描述,对一些有潜能的方法进行了推荐,以期读者对电镀金刚石工具的改进方法有一个全面系统的认识.     

孕镶金刚石工具中金刚石与胎体间机械包镶力的研究

孕镶金刚石工具中,胎体对金刚石的包镶力来自金刚石与胎体间的冶金反应造成的冶金包镶力以及金刚石与胎体间的机械包镶力。本文研究了机械包镶力产生的原因和计算方法,计算了常用胎体所产生的机械包镶力的大小为380～560MPa。通过测定胎体的弹性模量表明,提高胎体弹性模量42％,不考虑胎体的相变,即可增大机械包镶力47％。     

新型胎体材料制备金刚石工具的研究

提出了一种新型镀层作为电镀金刚石工具的胎体材料。指出，镍钴锰镀层具有比镍钴或镍锰镀层更高的综合机械性能和低得多的钴含量，更适合于制造电镀金刚石工具，将是一种很有发展前途的更新换代镀层。本文着重介绍了采用新镀层制备金刚石工具的具体过程和工艺条件，以及所制出的小尺寸工具对石材进行加工时的良好表现。     

磷对铜基金刚石工具胎体性能的影响

以铜、银、锡、锌、磷等为原料,采用热压快速烧结工艺制备铜基金刚石工具。研究磷对铜基结合剂抗弯强度、洛氏硬度和冲击韧性的影响;采用X衍射、扫描电镜分析结合剂的组织结构及其对金刚石的包镶能力。结果表明:磷能促进铜基结合剂的烧结,降低烧结温度,样品在400~460℃即可达到完全烧结;当烧结温度为420℃、磷含量(质量分数)为6%时,结合剂洛氏硬度达到90.4HRB,抗弯强度达到966.04MPa,综合性能最佳;加入金刚石粒度为30/35,浓度为100%时,其抗弯强度达到425.70MPa。     

金刚石工具预合金胎体粉末制备技术

讨论了预合金胎体粉末的优点,研究了预合胎体粉末的制备技术,列举了预合金胎体金刚石工具的应用效果。     

粉末预合金化对金刚石工具胎体性能的影响

本文通过试验分析研究了铁基粉末预合金化对金刚石工具胎体硬度与抗弯强度的影响.结果表明:预合金粉末烧结温度较低,胎体在750 ℃即可得到高的烧结硬度,为106 HRB,在650 ℃～900 ℃的烧结温度区间内,硬度值变化仅小于4 HRB;而在相同的烧结温度下,相同组分的混合粉末的烧结硬度仅为94 HRB～98 HRB;当烧结温度低于800 ℃时,预合金粉末胎体抗弯强度低于混合粉末胎体;随着烧结温度的升高,二者差距缩小.预合金粉末胎体的最佳结烧结温度区间为750 ℃～850 ℃,在此范围内可得到讲最佳的硬度与抗弯强度匹配.     

金刚石工具胎体预合金粉末制取与应用

预合金粉末是采用多种金属熔炼成低熔点合金后再喷制成的粉末,其制取可以用雾化法和湿法冶金等工艺生产.文中介绍了气体雾化法预合金粉末的工艺过程;描述了湿法冶金制取预合金粉末的工艺流程.分析了预合金粉末胎体金刚石工具的优点,说明了国外预合金粉末技术现状和发展趋势,剖析了国内预合金粉末及工具的研究情况,探讨了金刚石地质钻头胎体用预合金粉末的制取和实际应用情况,研究了切割花岗岩的预合金粉末胎体金刚石锯片.     

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.     

关于钴基胎体材料对金刚石具有高把持力机理的探讨

应用扫描镜和Ｘ射线衍射技术对纯钴然金刚石刀头进行了形貌,结构观察和物相分析,发现金刚石和胎体间没有裂纹,断裂总是发生在基体上,而不是金刚石－钴界面上,并且金刚石表面覆有一层灰色薄膜物质。     

砂轮修整工具用金刚石的性能研究

对用作修整工具的金刚石而言,天然大单晶价格高昂,修整接触面不稳定,使用过程中需要翻修。近年来,修整工具的制造商们在不断开发它们的替代产品。本文对S i-Ti-B系粘结相,WC-Co粘结相聚晶金刚石,及CVD金刚石对其微观结构进行SEM分析;并分别对样品加热500℃、800℃,测其磨耗比,进行耐磨性和耐热性分析;并制作成修整工具修整P400×50×100WA46NV535M/s砂轮,做使用性能对比实验。研究结果表明:(1)CVD金刚石的耐磨性能和耐热性最好;(2)中等粒度PCD的耐磨性、耐热性和抗冲击性等综合性能更好,更适合制作砂轮修整工具;(3)可选用不同截面尺寸和数量的条状金刚石,来增加修整工具的适应性。     

金刚石绳锯中串珠基体铜镀层与钴基工作层之间结合性能分析

研究了铜镀层厚度对Co基串珠工作层胎体与基体之间结合力的影响.自行设计一套单颗串珠剪切力检测装置,并对工作层与基体之间的剪切力进行测量,以表征工作层与基体之间的结合性能.借助电子探针显微分析仪(EPMA)观察了界面附近的组织显微结构并测定其元素分布.借助扫描电镜(SEM)观察了胎体剥离面的形貌.实验结果表明:采用电镀铜基体烧制成形的串珠,相比无电镀基体的串珠绳锯,可有效地增强基体与工作层之间的结合性能;随着金属镀层厚度的增加,串珠工作层与基体结合面剪切力值和结合强度值呈现增加的趋势,其值与无电镀基体相比分别增加了20.9％ ～ 35.4％和31.1％ ～57％.     

镀膜对金刚石与结合剂之间结合性能的影响

采用磁控溅射的方法在金刚石表面镀覆Ti,Mo,Cu和TiN。测定了镀Ti金刚石的单粒抗压强度。用XPS分析了真空热处理后的金刚石表面结构,利用抗弯强度试验及扫描电镜分析。研究了镀膜金刚石在Co基结合剂中的界面结合状态。结果表明：金刚石镀膜后能够提高其单粒抗压.基840℃的热压条件下,镀层金属与金刚石能够在局部生成碳化物而形成化学结合,但对结合强度的提高还没有起着主导作用。镀Mo金刚石能够被Co基结合剂很好地浸润,因而结合强度有较大的提高。     

高温钎焊金刚石工具的研究进展

概述了高温钎焊金刚石工具的发展起源，介绍了高温钎焊金刚石工具的制作工艺及方法。并与电镀工具进行了对比，其性能比电镀工具优异得多。在总结国内外研究的基础上，提出了今后研究过程中亟待解决的问题，展望了高温钎焊金刚石工具的发展前景。     

Effect of nickel-plated graphite on microstructure and properties of matrix for Fe-based diamond tools

Nickel-plated graphite particles and unmodified graphite particles with different contents were added to the Fe-based diamond composites. The basic properties of those specimens were measured, including relative density, hardness, bending strength, abrasion ratio and holding force coefficient. And also, SEM, XRD and EDS were used to carry out microstructure characterization, phase analysis and element distribution of these specimens. The results show that nickel plating effectively improves the surface wettability of graphite particles. And it is determined that an element diffusion zone is formed on the transition interface between the nickel-plated graphite and the matrix materials, effectively enhancing the interfacial bonding strength. Also, the pores and cracks in the matrix generated by adding the graphite particles are reduced after nickel plating. Thus, the loss of basic properties of the specimens is restrained. But it is found the higher the graphite content is, the weaker the positive effect of nickel plating is. In addition, it is revealed that nickel plating plays a conducive part in the formation of graphite lubricants on the working surface, and nickel-plated graphites can slow down the thermal corrosion of the diamond particles inside the high-temperature sintered specimens.     

Machinability of ultrafine-grained copper using tungsten carbide and polycrystalline diamond tools

Equal channel angular extrusion (ECAE) is an effective process to produce bulk ultrafine-grained (UFG) materials from regular coarse-grained materials. Such ECAE-processed materials typically excel in strength, wear resistance, ductility, and high strain-rate superplasticity, with promising applications in lightweight transportation and medical industries. Precision machining work is generally indispensable for further applications after bulk materials are produced by ECAE. To effectively and efficiently machine such ECAE-processed materials for further broad applications, machining issues such as machinability and tool material selection should be considered. This study was undertaken to investigate the machinability of ECAE-processed pure copper using both tungsten carbide (WC) and polycrystalline diamond (PCD) cutting tools in order to facilitate broad applications of ECAE-processed UFG coppers. It is found that despite its higher cost, PCD is favored to machine UFG copper based on this study since it has better wear resistance, gives lower cutting forces, yields a better workpiece surface finish, and results in no smearing on the workpiece. In machining UFG copper, depth of cut notching was observed as the wear pattern and abrasion as the wear mechanism for the WC tool, while flank wear was observed as the wear pattern and diffusion as the wear mechanism for the PCD tool.