交变磁处理对金刚石锯片性能的影响

为提高金刚石锯片的抗冲击韧性及使用寿命,将同种规格的金刚石锯片在两种不同条件下进行交变磁处理,分别为常温,0.5 T,60 min磁处理和300℃,0.5 T,60 min磁处理。对磁处理后的金刚石锯片与未经磁处理的金刚石锯片在相同的实验条件下,分别进行韧性实验与切割寿命实验。实验结果表明:磁处理后的金刚石锯片韧性得到明显的增强;常温磁处理后的锯片使用寿命可提高30%,高温磁处理后的锯片使用寿命可提高43.25%;交变磁处理可以作为一种改善金刚石锯片性能的有效手段。     

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.     

铜基预钎焊金刚石锯片的界面分析及其性能研究

采用Cu-Sn-Ti钎料利用氩气保护高频感应钎焊对金刚石磨粒进行预钎焊处理。采用热压烧结工艺制作常规金刚石锯片、镀钛金刚石锯片和磨粒预钎焊金刚石锯片,并进行对比切割实验。通过三点抗弯实验测试上述三种节块的强度,并使用扫描电镜分析预钎焊金刚石磨粒界面和锯片节块断口的微观组织结构。结果表明:预钎焊金刚石磨料界面处存在元素的扩散现象并形成化学结合,且Cu-Sn-Ti钎料对金刚石磨粒的热损伤小;预钎焊金刚石节块的抗弯强度高于镀钛金刚石节块和常规金刚石节块;钎焊金刚石锯片刀头中金刚石与胎体之间同样存在元素的扩散现象,胎体与金刚石磨粒形成化学冶金结合;相同加工条件下,预钎焊金刚石锯片的切削效率相比于镀钛金刚石锯片和常规金刚石锯片分别提高7%和18%。     

低频交变磁处理降低钢材内应力的微观机理

磁场处理被许多研究者用于提高材料的力学性能并取得了一定效果。作者首次运用磁处理方法进行降低材料内应力的研究。结果表明，不同的处理方法，如高强磁脉冲处理和低频交变磁场处理都能够不同程度地降低材料内部存在的残余应力，而且其降低残余应力的方式与常规的热处理有本质的不同。本文定量研究了低频交变磁处理方法降低残余应力的程度、特点和工艺参数。通过透射电镜分析，着重观察了对30CrMnSiA进行磁处理时处理前后材料内部的位错运动规律。在经过磁处理后的试样中，其明显的胞壁结构消失，位错分布均匀化；整体位错密度与处理前相比变化不大。根据上述观察和宏观试验结果，对磁处理降低残余应力的特点和微观结构进行了分析了讨论，认为磁场作用下的位错均匀化是磁处理降低残余应力的主要原因。     

降低冷轧取向硅钢残余应力和位错密度的磁-热耦合工艺

为了得到一种高效去除冷轧取向硅钢残余应力的工艺,制定了低温、低强度脉冲磁场的短时磁-热耦合处理试验方案,分别利用X射线残余应力仪和XRD测定了不同工艺处理前后取向硅钢的残余应力和位错密度。结果表明,采用低温、低强度脉冲磁场的短时磁-热耦合处理可以有效降低冷轧取向硅钢的残余应力和位错密度,当采用处理时间为3 min、处理温度为400 ℃、峰值电流为180 A的磁-热耦合工艺时,可取得最佳处理效果,残余应力降幅为55.5%,比单纯只施加低温热场或低强度脉冲磁场的处理效果优异。宏观残余应力的降低与位错密度具有紧密的联系,两者变化规律基本一致。短时、低温、低脉冲磁场强度磁-热耦合处理去除残余应力的微观机制是脉冲磁场和温度场耦合作用下进一步提高材料内部位错运动,实现了局部回复,达到位错密度和残余应力减小的目的。     

一种降低残余应力的新方法——脉冲磁处理法

脉冲磁处理是一种崭新的非热处理型降低焊接结构中残余应力的方法,本工作在国内外属首次开发开展定量研究。由试验表明,无论是定拘束单向拉伸试样,还是焊接试样,适当的强脉冲磁处理后,残余应力水平均发生了明显的下降。在大刚度拘束焊接试样上的结果表明,在距焊缝４０ｍｍ附近处的纵向与横向残余应力下降了１００－１５０ＭＰａ,下降率达４０％以上,原有不同水平的残余应力值都呈下降趋势,表现为纵向与横向应力分布曲线呈一     

抗磨强化金刚石圆锯片的加工工艺及强度分析

采用高能束熔覆技术在金刚石锯片表面形成熔覆合金层,合金粉原料采用铁基合金一镍包碳化钨粉末,提高了锯片基体材料抗磨性能和强度。在此基础上利用ANSYS Workbench对熔覆工艺下锯片进行了静力学强度分析,得出锯片应力分布状态。结果表明,熔覆处理后锯片具有更好的性能,利于安全生产,节约成本。     

脉冲磁场强度对GH99镍基合金力学和微动磨损性能的影响

为研究不同磁场强度对镍基合金力学性能和耐磨性能的影响规律,在脉冲强磁场设备上对GH99镍基合金试样进行脉冲磁处理。通过观察显微结构,分析了GH99镍基合金的磨损机理和强化机制。结果表明：外加脉冲磁场可改善材料位错分布,减小试样表面残余应力的分散性;在磁场强度为10 T时残余压应力达到最大值（-223.45 MPa）,且此时材料拉伸断口的特征主要表现为韧性断裂,脉冲磁场处理合金产生亚结构位错胞有助于发挥细晶强化作用;在0~15 T范围内,随磁场强度增大,材料表面显微硬度和耐磨性能呈现先增强后减弱的规律,在脉冲磁场作用下合金材料内部的位错发生增殖致使位错密度增大,产生类似加工硬化现象,但磁场强度过大会导致位错塞积从而造成晶胞点阵畸变严重,出现材料性能恶化。     

钢铁材料中残余应力与磁致振动的相互作用关系

研究了45钢脉冲磁处理过程中残余拉应力与磁致振动之间的相互作用关系.结果表明,残余应力可影响材料的磁致伸缩特性,进而影响材料的磁致振动特性.钢铁材料中存在残余应力时,磁致振动的平衡位置发生移动,且振幅减小;随着磁致振动过程的进行,有残余应力试样的磁致振动特性逐渐向无应力试样的特性过渡.另外,残余应力在磁致振动结束后发生了一定程度的下降,这表明脉冲磁处理过程中,残余应力与磁致振动之间存在着强烈的耦合作用,使得带有残余应力材料的磁致振动表现出强烈的非线性特征.     

金刚石结块强交变磁处理的实验

建立强交变磁场作用下金刚石结块的理论分析模型,给出了金刚石结块所受交变磁场应力的理论解;通过自制的强交变磁处理装置QJC-1对金刚石结块进行常温交变磁处理实验,对交变磁处理前后金刚石结块的显微组织、硬度和冲击韧性进行对比分析。研究结果表明,处在强交变磁场中的金刚石结块,其内部会产生很大的交变磁场应力,致使内部物质发生迁移、组织得到细化,从而提高了金刚石结块的力学性能。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。      

新型组合式金刚石圆锯片热应力分析

针对加工大幅面石材制品的市场需求,提出一种切割幅面达到其直径2／3的新型组合式金刚石圆锯片基体,并对其进行了结构、功能分析。针对圆锯片基体的适张处理,在考虑切削热影响的情况下,应用ANSYS对新型组合式金刚石圆锯片基体进行应力、变形分析。结果表明：组合式金刚石圆锯片基体受温度影响较大,由于切削热的存在产生了较大的热应力和变形量,最大热应力发生在结块焊接处及节块外边缘。最大为315MPa。应力分析为基体的适张处理和稳定性设计提供理论依据和参考。     

金刚石有序排列锯片切割性能的优化设计

通过自主研发的金刚石有序排列技术,制作出金刚石三维有序排列锯片,并通过锯切对比实验,检验产品的切割性能。结果表明:金刚石三维有序排列锯片既可以提高锯片锋利度又可以提高锯片寿命;通过金刚石表面处理还可以进一步提高金刚石三维有序排列锯片的切割性能,其锋利度较传统锯片锋利度提高了27.7%,寿命提高了66.6%。      

金刚石圆锯片行波共振分析及优化

针对金刚石圆锯片工作时出现的共振和噪声问题,利用Workbench软件对直径600 mm空转的圆锯片进行行波共振和静力分析,研究圆锯片基体中的开孔和夹层对其行波共振的影响。结果表明：圆锯片基体上合理开孔可以规避行波共振,其中开雨滴型孔的圆锯片减振效果最好,其δ最大值为4.36%,远大于未开孔与开圆形流线型孔的0.09%和0.91%。进一步对开雨滴型孔的圆锯片的夹层进行优化,其δ值为7.58%,达到夹层前的近2倍,更不容易引起行波共振。同时,优化后的圆锯片变形和应力值变大,但远小于其许用应力值,表明其强度和刚度满足使用要求,不会造成疲劳失效。     

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。