钎焊单层金刚石砂轮的现存问题及其对策

概述了用活性钎料将金刚石磨料钎焊到钢基体表面制作单层金刚石砂轮 ,比传统的单层电镀金刚石砂轮具有明显的工艺优势。分析指出了钎焊工艺的现存问题 ,即如何实现金刚石磨料与合金钎料层高的结合强度、钎料层厚度的均匀性和金刚石磨料的有序排布。给出了可行的解决方案 ,即利用Ag -Cu -Cr或Ni-Cr等活性钎料与金刚石界面化学反应生成的Cr7C3 和Cr2 3 C7实现钎料层与金刚石间的高强度结合 ;通过砂轮地貌优化 ,优化出磨粒排布方式 ,然后按优化的结果排布磨料。研制出了具有磨料出露高度高、有序排布、钎料层厚度一致性、高结合强度、高锋利度的单层钎焊金刚石砂轮。     

立方氮化硼钎焊制备磨料砂轮的工艺及性能研究

利用Ag-Cu-Ti活性钎料在真空炉中钎焊,制备了单层钎焊CBN(立方氮化硼)磨料砂轮。实验结果表明,Ag-Cu-Ti合金钎料对立方氮化硼表现出良好的浸润性,并将立方氮化硼牢牢钎焊住。扫描电镜、X-射线能谱和X-射线衍射对界面微区组织的分析研究表明,钎焊过程中Ag-Cu-Ti合金钎料中的Ti向立方氮化硼磨粒界面富集,并与立方氮化硼磨料表面的N和B元素发生反应生成TiN和TiB2。     

钎焊单层金刚石砂轮的现在问题及其对策

概述了用活性钎料将金刚石摩料钎焊到钢基体表现制作单层金刚石砂轮,比传统的单层电镀金刚石砂轮具有明显的工艺优势。分析指出了钎焊工艺的现在问题,即如何实现金刚石磨料与合金钎料层的结合强度、钎料层厚度的均匀性和金刚石磨料的有序排布。给出了可行的解决方案,即利用Ag-Cu-Cr或Ni-Cr等活性钎料与金刚石界面化学反应生成的Cr7C3和Cr23C7,实现钎料层与金刚石间的高强度结合;通过沙轮地貌优化,优化出摩料排布方式,然后按优化的结果排布磨料。研制出了具有磨料出露高度高、有序排布、钎料层厚度一致性、高结合强度、高锋利度单层钎焊金刚石砂轮。     

Ni—Cr合金真空单层纤焊金刚石砂轮

单层高温钎焊超硬磨料砂轮具有传统电镀砂轮无法比拟的优异磨削性能,国内应及早研制开发应用此种砂轮。本文利用真空炉中钎焊的方法,用Ni-Cr合金钎料,适当控制钎焊温度、保温时间和冷却速度,实现了金刚石与钢基体间的高强度连接。扫描电镜X射线能谱,结合金相试样逐层的X射线结构分析,剖析了Ni-Cr合金与金刚石和钢基体钎焊界面的微区组织结构;揭示了Ni-Cr合金对金刚石和钢基体表面的浸润和钎焊机理。即在钎焊过程中会在金刚石界面形成富Cr层并与金刚石表面的C元素反应生成Cr7C3。在钢基体结合界面上Ni-Cr合金和钢基体中的元素相互扩散形成冶金结合,这是实现合金层与金刚石和钢基体都有高结合强度的主要因素。最后重负荷磨削试验表明金刚石为正常磨损,没有整颗金刚石脱落,说明金刚石确有高的把持强度。     

高温钎焊立方氮化硼界面微结构

以Ag-Cu-Ti合金为钎料采用真空钎焊的方法在优化的钎焊温度和时间下，实现了立方氮化硼(CBN)与砂轮基体的牢固连接。运用扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)及X射线粉末衍射仪(XRD)对连接界面的微观组织以及CBN表面生成物的三维形貌、化学成分、物相结构进行了综合分析。结果表明，钎料中的元素Ti向CBN表面扩散富集，生成了针状TiB2和TiN，在磨粒与钎料界面形成化学冶金结合，这是CBN与Ag-Cu-Ti钎料间有良好浸润性和高结合强度的主要原因。磨削对比试验表明钎焊CBN砂轮比电镀CBN砂轮具有更高的磨粒把持强度。     

钎焊金刚石膜的试验研究及机理分析

针对金刚石膜钎焊问题,采用粉末冶金法制备的Ag72-Cu28-Ti(1-5)钎料片,对金刚石膜与硬质合金进行了真空钎焊试验。在真空度<5×1012-2Pa,850℃×10min工艺条件下,实现了金刚石膜与硬质合金的钎焊连接。用扫描电镜、电子探针及X射线衍射区研究了金刚石膜与活性钎料界面,揭示了钎焊界面的形成机理。在钎焊温度下,液态Ag-Cu-Ti钎料合金中的活性成分β-Ti与金刚石膜表面的C具有较强的亲和力,通过吸附、扩散和化学反应,在金刚石膜表面出现了类金属TiC层,在以Ag-Cu共晶合金为基的钎料作用下,实现了金刚石膜与支撑体硬质合金钎焊连接。金刚石膜钎焊接头的四点弯曲强度测试表明,在文中的钎焊工艺参数下,钎料中Ti含量1％-3％时,其钎焊接头平均强度>300MPa。     

Ni-Cr钎料钎焊镀钛CBN界面微观结构分析

采用Ni-Cr钎料真空钎焊镀钛CBN磨粒和45号钢。用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪综合分析镀钛CBN磨粒的焊后形貌，磨粒与Ni-Cr钎料连接界面的微观结构和钎焊后磨粒表面的生成物。发现:钎焊过程中Ni-Cr钎料沿钛镀层爬升，对磨粒浸润性良好。焊后CBN磨粒出露部分的钛镀层在Ni原子的扩散下转变为Ni-Ti金属层。而在钎料包埋处，磨粒的钛镀层在钎焊过程中与CBN、Ni-Cr钎料相互扩散反应，生成了一层以NiTi和Ni_0.3Ti_0.7N为主的中间层，实现镀钛CBN磨粒和Ni-Cr钎料的冶金结合。      

钛基钎料真空钎焊立方氮化硼的分析

采用Ti-Zr-Ni-Cu钎料在优化钎焊温度和时间下对CBN磨粒进行了真空钎焊试验,实现了CBN与钢基体的高强度连接.采用SEM对CBN表面化合物三维形貌进行了观察分析,采用EDS分析了CBN表面化合物及钎料与钢基体界面成分变化,采用XRD对焊后的CBN磨粒及其表面的化合物进行了物相分析,最后对CBN试样进行了断口分析.结果表明,CBN表面生成了Ti元素的的针状、块状化合物TiB2和TiN,磨粒与钎料间界面形成化学冶金结合,这正是CBN与Ti-Zr-Ni-Cu有良好润湿性和高强度连接的主要原因.断口形貌的分析表明,CBN与Ti-Zr-Ni-Cu钎料间的断口发生在CBN磨粒内部,说明CBN磨料与Ti-Zr-Ni-Cu合金钎料的结合强度大于CBN磨粒本身的强度.     

Ni-Cr合金真空单层钎焊金刚石砂轮

单层高温钎焊超硬磨料砂轮具有传统电镀砂轮无法比拟的优异磨削性能 ,国内应及早研制开发应用此种砂轮。本文利用真空炉中钎焊的方法 ,用Ni Cr合金钎料 ,适当控制钎焊温度、保温时间和冷却速度 ,实现了金刚石与钢基体间的高强度连接。扫描电镜X射线能谱 ,结合金相及试样逐层的X射线结构分析 ,剖析了Ni Cr合金与金刚石和钢基体钎焊界面的微区组织结构 ;揭示了Ni Cr合金对金刚石和钢基体表面的浸润和钎焊机理。即在钎焊过程中会在金刚石界面形成富Cr层并与金刚石表面的C元素反应生成Cr7C3,在钢基体结合界面上Ni Cr合金和钢基体中的元素相互扩散形成冶金结合 ,这是实现合金层与金刚石和钢基体都有高结合强度的主要因素。最后重负荷磨削试验表明金刚石为正常磨损 ,没有整颗金刚石脱落 ,说明金刚石确有高的把持强度     

Ni-Cr合金钎料激光钎焊金刚石磨粒界面显微结构及形成机理

本文采用Ni-Cr合金钎料,在Ar气保护条件下,对金刚石磨粒进行了激光钎焊试验研究。采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)分析金刚石磨粒与Ni-Cr钎料结合界面的组织结构与物相组成,并研究了钎料与金刚石界面处碳化物的形成机理。测试结果表明,激光钎焊过程中在金刚石表面附近形成的富Cr层与金刚石表面的C元素反应生成碳化物Cr3C2,通过反应热力学与动力学分析显示界面反应产物可以依靠置换反应形成,使金刚石磨粒与钎料实现了牢固结合。     

Improved monolayer CBN wheel for load free grinding

A galvanically bonded wheel made of a monolayer of CBN grits may not always ensure free cutting action when a large volume of chips is to be handled because of the fact that about two thirds or more of the grit height has to be covered by the matrix for effective anchorage. The present study shows that the problem of chip accomodation during grinding is further aggravated when the CBN wheel has some surface defect like growth of the galvanic layer in the space between the grits. In order to utilize more effectively the extraordinary capability of CBN grits, a new kind of monolayer CBN wheel has been developed, using a special bonding technique (patent pending). This technique keeps the level of the bond material low but sufficient to hold the grits during grinding. Performance of this CBN wheel relative to that of a galvanically bonded wheel, with particular reference to its grinding capability while grinding unhardened 100 Cr6 steel is discussed in this paper.     

金刚石工具真空钎焊钎料的适应性

应用真空钎焊技术，分别采用含有强碳化物形成元素Cr、Ti的BNi2、BNi7及自制的CuSnNiTi钎料试制了单层金剐石圆锯片，在一定的钎焊温度、时间及真空度下，金刚石与钎料及基体之间均可形成化学冶金结合，但结合的状况及锯切性能随钎料的不同而改变。试验证实自制的CuSnNiTi钎料钎焊温度低，焊接时金刚石的热损伤小，钎料与金剐石有很好的润湿性。不仅基体对金刚石有较高的把持力而且钎料与所切割的石材有很好的适应性。     

Microstructural characterization of diamond/CBN grains steel braze joint interface using Cu–Sn–Ti active filler alloy

In order to develop the new generation superhard abrasive tools of diamond and cubic boron nitride (CBN), the brazing joint experiments of diamond/CBN crystals and AISI 1045 steel matrix using Cu–Sn–Ti active filler powder alloy were investigated in vacuum furnace. The brazing temperature was 930 °C and the dwelling time was 20 min. Interfacial characteristics of the brazing joint among the diamond/CBN grains, the active filler layer and the steel substrate were analyzed using scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy and X-ray diffraction techniques. The results indicated that Ti element in the Cu–Sn–Ti alloys diffused preferentially to the surface of diamond/CBN grits to form a Ti-rich reaction layer in the brazed joints by microanalyses. Moreover, the TiC, TiN and TiB₂ phases in diamond/CBN interface and Cu–Ti phase in steel interface were confirmed by X-ray diffraction phase analysis. The wetting and bonding reactions on diamond/CBN by melting Cu–Sn–Ti alloy were realized through the interfacial reaction products like TiC, TiN and TiB₂ compounds during the brazing process. The adhesive strength experiments of the joint interfaces revealed that the grains were not pulled out from the bond interface. The reliable bonding strength of brazed diamond/CBN grains to the steel substrate can meet the application requirements of high efficiency machining in the industrial field.     

银基钎料钎焊单层金刚石砂轮的研究

概述了单层高温钎焊超硬磨料砂轮的优点。这种新型超硬磨料砂轮以其卓越的磨削性能在今后将逐步替代传统电镀砂轮。鉴于它极其广阔的应用前景,国内也必将大力开发此种单层钎焊超硬磨料砂轮。本文利用高频感应钎焊的方法,用Ag-Cu合金和Cr粉共同作中间层材料,在一定的钎焊温度和时间下,实现了金刚石与钢基体间的牢固结合。经扫描电镜分析发现Cr与金刚石之间形成CrC,与钢基体之间形成（FexCry)C,这是实现合金层与金刚石及钢基体之间都有较高结合强度的主要因素。最后通过磨削实验证实了金刚石确实有较高的把持强度。     

银基钎料钎焊单层金刚石砂轮的试验

概述了单层高温钎焊超硬磨料砂轮的工艺优势,这种新型超硬磨料砂轮 以其卓越的磨削性能在今后逐步替代传统电镀砂轮应是一种无法抗拒的必然趋势,鉴于它极其广阔的应用前景,国内在推广应用超硬磨料砂轮时也必将大力开发此种单层钎焊砂轮。本文利用高频感应钎焊的方法中,用Ag-Cu合金和Cr粉共同作中间层材料,在一定的钎焊温度和时间下,实现了金钢石和钢基体间的牢固连接,经X射线能谱及X射线衍射分析发现Cr与金钢石之间形成Cr3C2。这是实现合金层与金钢石有较高结合强度的主要因素,最后通过磨削试验证实了金钢石确实有较高的把持强度。     

活性钎料真空单层钎焊金刚石

应用真空钎焊技术，分别采用含有强碳化物形成元素Cr，Ti的BNi2，CuSnNiTi活性钎料进行金刚石的单层钎焊，通过微分扫描式热分析(DSC)及界面能谱分析(EDS)表明，在一定的钎焊温度、时间及真空度下，金刚石与钎料及基体之间均可形成化学冶金结合，但结合的状况及锯切性能随钎料的不同而改变。磨削试验表明CuSnNiTi钎料制成的磨轮具有较高的锋利度和工作寿命。