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...     

多孔CBN/Cu-Sn-Zn堆积磨料在钢轨打磨砂轮中的应用

为提高钢轨打磨砂轮的磨削效率和使用寿命,制备一种表面多孔但内部紧实的CBN/Cu-Sn-Zn堆积磨料。讨论Cu-Sn-Zn结合剂的性能、孔隙结构对CBN堆积磨料的影响以及堆积磨料对砂轮结构强度的影响,并通过钢轨被动打磨试验,对堆积磨料添加前后砂轮的磨削效果进行评价。试验结果表明:最佳的多孔CBN堆积磨料试样弯曲强度为78.5?MPa,抗冲击强度为5.5?kJ/m2,表面孔隙率在30%～40%。磨料的复合使用可以有效地结合CBN高硬度与锆刚玉良好的冲击韧性的特点,添加体积分数为20%的堆积磨料提高钢轨打磨砂轮的打磨效率及打磨质量。      

新型多孔镁压缩性能的有限元分析

利用有限元方法建立了激光打孔制备的直孔型多孔镁样品的压缩模型,系统分析了孔隙率、孔径及孔的排布对多孔镁样品压缩性能的影响,初步探讨了多孔镁在压缩过程中的变形规律.模拟计算结果表明,随着孔隙率、孔径的增加和孔的排布角的减小,多孔镁压缩曲线下移,屈服强度和弹性模量随之下降;多孔镁的压缩变形规律符合金属的最小阻力定律.     

新型多孔金属结合剂金刚石磨盘研制与磨削实验研究

针对引入孔隙结构后,多孔金属结合剂超硬磨具耐用度降低的问题,提出利用超硬磨料钎焊技术改善胎体对金刚石磨料的把持力,以提高工具寿命,并成功研制出一种新型多孔金属结合剂金刚石磨盘。测试分析了新型磨盘的节块性能,并通过磨削花岗岩安溪红635试验,对新型磨盘的磨削效果进行评价。实验结果表明:新型磨盘节块强度在100MPa左右,孔隙率为60%,孔隙在节块内部分布均匀,且金属结合剂与金刚石表面发生了牢固的化学冶金结合;磨削石材的表面粗糙度Ra0.77~1.59μm,磨盘的磨削比达到760。     

多孔金属结合剂金刚石砂轮节块的抗弯强度研究

为平衡多孔金属结合剂的孔隙率和磨削强度,使用不同质量配比的造孔剂和钎料、不同粒度尺寸和浓度的金刚石磨料制备砂轮节块并测试其抗弯强度。实验结果表明:造孔剂会削弱节块的抗弯强度,而钎料能增加节块的抗弯强度;金刚石磨粒对节块的抗弯强度影响较小,金刚石颗粒越细,节块的抗弯强度越高。根据实际生产要求调节原料配比,可以在满足磨削强度要求的同时保证最佳孔隙率。      

微细金属粉末对金属结合剂砂轮性能的影响

为研究微细粉末对金属结合剂砂轮性能的影响,将微细粉末和普通粉末按照设计的比例均匀混合,采用热压烧结的方法制成胎体试块,且在混合粉末中添加超硬磨料制成金属结合剂超硬材料砂轮,利用硬度计、抗折试验机、扫描电镜、切割试验机等设备,分别测试金属结合剂胎体硬度、抗折强度、断口形貌以及金属结合剂超硬材料砂轮切割性能。结果表明:微细粉末的添加有利于提高金属结合剂胎体的抗折强度,最高可以提升20%;另一方面,还可增加超硬材料砂轮的耐磨性,相同试验条件下测得半径磨损量降低了25.7%。      

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。     

基于开放孔隙的钎焊CBN多孔砂轮研制与磨削加工性能

为解决钛合金磨削过程中存在的加工效率低、工具寿命短、加工表面质量差等问题，采用冷压成型和高温钎焊技术研制集孔隙率高、耐磨性好和自锐性能优异等特点于一体，基于开放孔隙的钎焊CBN多孔超硬磨料砂轮。完成该砂轮的开放孔隙结构设计与制备，开展钛合金磨削加工性能和磨损试验研究，分析磨削用量参数对钛合金加工性能的影响规律，揭示其自锐性能以及其对工件表面质量的影响。结果表明:当CBN砂轮孔隙尺寸和孔隙率分别为0.6～0.8 mm和40%时，砂轮工作层节块能获得较优的力学性能和较大的容屑空间；与磨削速度30 m/s相比，当磨削速度为80 m/s时，多孔CBN砂轮拥有更为稳定的磨削力比，处于1.5～2.2；随着累计材料去除体积的增大，砂轮表面动态有效磨刃数趋于一致，加工表面粗糙度快速降低并逐渐稳定。      

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。     

金属结合剂金刚石多孔砂轮磨削温度的实验研究

制备了不同孔隙率的金属结合剂细粒度和微粉金刚石多孔砂轮并进行了不同材质石材的磨削性能实验.采用热电偶测温法,研究了不同孔隙率、不同磨粒粒度的金属结合剂金刚石多孔砂轮对两种不同工件材料的磨削温度特性.实验结果表明,不同孔隙率、不同磨粒粒度的金属结合剂金刚石砂轮的磨削温度均随着转速及切深的增加而增加;细粒度的金属结合剂金刚石砂轮随着孔隙率的增大,磨削温度降低;而微粉金属结合剂金刚石砂轮则表现出和细粒度金属结合剂金刚石砂轮不同的特性,即孔隙率达到一定值时,随着孑L隙率继续增大,磨削温度反而升高;同一孔隙率金属结合剂金刚石砂轮,细粒度金刚石砂轮的磨削温度要低于微粉金刚石砂轮的磨削温度.     

Influence of Structural Parameters on Tensile Property of Gasar Porous Copper

采用金属-气体共晶定向凝固工艺,制备了不同结构参数的Gasar多孔铜,并研究了结构参数对单向拉伸下多孔铜性能的影响。利用扫描电镜观察拉伸试样的断面形貌,通过建立数学模型和计算机模拟的方法来表征其拉伸强度,并用实验数据加以验证。结果表明,多孔铜的拉伸性能主要取决于气孔率和拉伸方向;多孔铜在平行气孔轴向拉伸时比垂直气孔轴向拉伸时具有更优异的抗拉强度;平行气孔轴向拉伸时,抗拉强度随着气孔率的增加线性下降,气孔对基体的应力集中作用微小,抗拉强度的数学模型数值和模拟数值与试验数值拟合良好;垂直气孔轴向拉伸时,抗拉强度随气孔率的增大而明显下降,气孔对基体的应力集中作用显著,抗拉强度的试验数值与模型数值以及模拟数值基本符合     

新型超轻TiAl多孔材料的制备及其力学性能

基于化学反应造孔和物理占位造孔的联合作用,发展了一种新型Ti Al金属间化合物多孔材料的制备工艺,具体可用均混、压制、脱溶、烧结4个阶段来描述。该工艺实现了毫/微米双孔结构Ti Al多孔材料的制备,其中微米孔由Kirkendall效应产生,毫米孔由物理占位造孔颗粒实现。材料具有完全的通孔结构,孔洞分布均匀,且孔隙率、孔径、孔型、孔结构可控,最高孔隙率可达90%。准静态压缩力学性能测试表明,Ti Al多孔材料属于脆性多孔材料,具有典型的脆性破坏断裂机制,其屈服强度与相对密度的关系可通过Gibson-Ashby正六面体单胞模型来解释。     

Gasar工艺下藕状多孔银的气孔结构研究

金属-气体共晶定向凝固（Gasar)是制备藕状多孔金属的新工艺,利用自行研制的Gasar装置,成功地制备了不同纯氧分压下的藕状多孔银试样,研究了氧气分压对藕状多孔银气孔形貌（气孔率、气孔尺寸和分布、气泡形核）的影响。结果表明：氧气分压对气孔形貌影响十分显著。随着氧气压力的增加,气孔率增大而平均气孔直径减小。     

Pore structure and mechanical properties of directionally solidi ed porous aluminum alloys

Porous aluminum alloys produced by the metal-gas eutectic method or GASAR process need to be performed under a certain pressure of hydrogen, and to carry over melt to a tailor-made apparatus that ensures directional solidif ication. Hydrogen is driven out of the melt, and then the quasi-cylindrical pores normal to the solidif ication front are usually formed. In the research, the effects of processing parameters(saturation pressure, solidif ication pressure, temperature, and holding time) on the pore structure and porosity of porous aluminum alloys were analyzed. The mechanical properties of Al-Mg alloys were studied by the compressive tests, and the advantages of the porous structure were indicated. By using the GASAR method, pure aluminum, Al-3wt.%Mg, Al-6wt.%Mg and Al-35wt.%Mg alloys with oriented pores have been successfully produced under processing conditions of varying gas pressure, and the relationship between the f inal pore structure and the solidif ication pressure, as well as the inf luences of Mg quantity on the pore size, porosity and mechanical properties of AlMg alloy were investigated. The results show that a higher pressure of solidif ication tends to yield smaller pores in aluminum and its alloys. In the case of Al-Mg alloys, it was proved that with the increasing of Mg amount, the mechanical properties of the alloys sharply deteriorate. However, since Al-3%Mg and Al-6wt.%Mg alloys are ductile metals, their porous samples have greater compressive strength than that of the dense samples due to the existence of pores. It gives the opportunity to use them in industry at the same conditions as dense alloys with savings in weight and material consumption.     

多孔铜的阻尼行为研究

为了研究宏观孔的引入对铜的阻尼性能的影响,运用气压渗流法制备了多孔铜,并利用多功能内耗仪对材料的阻尼行为进行了研究.研究发现,材料的阻尼性能得到提高,提高的幅度随孔隙率的增大或孔径的减小进一步增加,并对应变振幅有明显的依赖性.通过透射电镜微观分析,发现多孔铜中存在大量位错.试验结果表明,宏观孔和位错是材料阻尼性能提高的两大影响因素.     

多孔TiC/NiAl复合材料的孔洞形貌及抗压强度

通过控制Ti、C、Ni、Al粉末之间的反应,利用自蔓延技术原位合成多孔TiC/NiAl复合材料,研究Ti-C(摩尔比1∶1)含量对多孔材料孔洞形貌和抗压强度的影响。结果表明:多孔材料孔洞形貌主要受反应物吸附气体挥发和液相流动的影响,Ti-C含量增加,孔隙率和孔径增大。当Ti-C含量为0～25%时,孔洞分布均匀,形貌以近球形为主,孔径大小在20～70 μm之间;多孔材料抗压强度随Ti-C含量增加逐渐增大。当Ti-C含量为30%时,除近球形孔洞外,还出现了一些尺寸大于100 μm的形状不规则孔洞和狭长形孔洞,抗压强度下降。     

Laser surface alloying fabricated porous coating on NiTi shape memory alloy

Laser surface alloying technique was applied to fabricate a metallic porous coating on a solid NiTi shape memory alloy. By laser surface alloying a 40%TiH2-60%NiTi powder mixture on the surface of NiTi alloy using optimized laser process parameters, a porous but crack-free NiTi layer can be fabricated on the NiTi substrate. The porous coating is metallurgically bonded to the substrate NiTi alloy. The pores are uniformly distributed and are interconnected with each other in the coating. An average pore size of less than 10μm is achieved. The Ni content of the porous layer is much less than that of the original NiTi surface. The existence of the porous coating on the NiTi alloy causes a 37% reduction of the tensile strength and 55% reduction of the strain as compared with the NiTi alloy. Possible biomedical or other applications for this porous surface with good mechanical strength provided by the substrate are prospective.