粉末注射成型金刚石制品的烧结工艺

对采用粉末注射成型技术制备的金刚石制品的烧结工艺进行了研究。通过观测金刚石制品的形貌、相对密度和抗弯强度,分析了烧结温度、烧结气氛、保温时间及升温速率等对金刚石制品烧结性能的影响,优化了烧结工艺参数。结果表明:随烧结温度的提高或保温时间的延长,金刚石制品的相对密度线性增大后趋于平缓,抗弯强度呈现出先增大后下降趋势;在真空气氛中烧结有利于制品烧结致密化和力学性能的提高;过高的升温速率会引起金刚石制品的烧结变形,过低的升温速率会造成金刚石制品处于加热过程的时间过长,影响制品性能。优化的烧结工艺参数为:烧结气氛为真空烧结,烧结温度为920℃,保温时间为10min,升温速率为5℃/min。     

金刚石/铜基粉末注射成形熔体温度对充填率影响的有限元模拟

对金刚石/铜基粉末注射成形熔体流变性能进行了非线性回归,得到了Cross-WLF模型参数;利用Moldflow有限元软件模拟了注射成形时熔体温度对充填率的影响,并进行了试验验证。结果表明:随着熔体温度的升高,充填率逐渐增大,但增大速率却逐渐下降;当注射压力为10MPa,注射流量为10cm3·s-1,熔体温度为170℃时,填充率就达到了100%,试验结果和模拟结果相吻合;此条件下注射成形制备的试样无宏观裂纹及其它缺陷,内部组织均匀,注射效果较好。     

金刚石纤维砂轮的制备及磨削表面质量研究

提出和制备一种新型结构的金刚石纤维砂轮。利用粉末注射成形技术和真空钎焊技术制备出长径比大、金刚石把持力大的金刚石纤维,通过在砂轮胎体材料中添加造孔剂引入多孔隙结构以提高容屑空间,将金刚石纤维在砂轮胎体材料中进行有序排布,对砂轮胎体材料进行热压成形制备出新型金刚石纤维砂轮。新型金刚石纤维砂轮制备后,开展其与普通树脂结合剂金刚石砂轮在相同试验条件下的磨削表面质量研究。试验结果表明:金刚石纤维砂轮磨削表面质量优于普通树脂结合剂砂轮,加工表面完整性较好,宏观裂纹和表面损伤相对较少;当进给速度为40 mm/s,磨削深度为40μm时,金刚石纤维砂轮磨削表面粗糙度为0.52μm,比普通树脂结合剂砂轮的磨削表面粗糙度降低了20%;相同试验条件下,新型金刚石纤维砂轮的磨削表面残余应力下降了8%~12%,金刚石在磨削过程中主要经历了完整、小块破碎、大块破碎、磨耗等正常磨损形式,其具有较长的使用寿命。