烧结方式对陶瓷结合剂金刚石磨具性能影响的研究

本文采用低熔点的陶瓷结合剂制备金刚石磨具,研究不同烧结方式及烧成温度对磨具的弯曲强度、硬度及磨削性能等的影响,同时研究不同温度下不被包裹金刚石及被玻璃粉包裹金刚石的热失重率.通过研究发现:725℃时,不被包裹金刚石的热失重率为5.47%,玻璃粉包裹后金刚石的热失重率仅为1.27%;制备的陶瓷结合剂金刚石磨具在725℃下烧成时,埋砂烧成磨具试样的弯曲强度和洛氏硬度值比不埋砂烧成时分别提高了2.7%和1.5%;埋砂烧成比不埋砂烧成磨具的使用寿命延长10.4%～15.9%,但磨具加工一片刀具用时延长约20%,磨削过程需要砂轮修整.     

烧结制度对陶瓷结合剂金刚石砂轮的蜂窝状组织结构的影响

采用空间占位法和固态粒子烧结法制备具有蜂窝状结构的超细粒度的陶瓷结合剂金刚石砂轮。通过考察砂轮的微观形貌、气孔率和抗折强度等性能,研究烧结制度对制备砂轮蜂窝状结构的影响。结果表明:制备具有蜂窝状结构的砂轮的最佳烧结温度为750 ℃,保温时间为90 min,得到的砂轮的孔隙率约为78%,抗折强度约15 MPa。      

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.     

热压烧结工艺参数对超硬磨料砂轮节块性能的影响

金属基金刚石砂轮具有把持力大和使用寿命长等特点,其传统制备方法常采用高温烧结成型,但高温烧结会对磨粒产生较大的热损伤,影响砂轮的性能和使用寿命。热压烧结比常压高温烧结的成型温度低,能有效减少金刚石磨粒的热损伤问题。本研究采用热压烧结方式来制备铜基结合剂金刚石砂轮节块,磨粒平均粒度尺寸为27 μm。设计三因素三水平正交试验,探讨热压烧结工艺参数对金刚石砂轮节块密度、硬度和抗弯强度等物理、力学性能影响。结果表明:当烧结温度为650℃、烧结压力为25 MPa、保温时间为150 s时,金刚石砂轮节块的力学性能最好,并且实现了金刚石磨料与结合剂间牢固的冶金结合。      

TiO_2薄膜对金刚石表面改性的研究

通过溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶,采用浸渍的方法在工业金刚石表面涂覆TiO2薄膜。扫描电镜和红外分析结果表明,用该方法可以在金刚石表面涂覆TiO2薄膜,薄膜将金刚石磨料包裹完全。综合热分析对金刚石抗氧化性能检测结果为:涂膜金刚石较未涂膜金刚石抗氧化温度提高100℃。将表面涂有TiO2薄膜的金刚石磨料制备出陶瓷结合剂金刚石砂轮,其显微结构表明,金刚石表面TiO2薄膜在烧结过程中可以保护金刚石磨料不受陶瓷结合剂中的碱金属氧化物腐蚀,能提高结合剂对金刚石磨料的把持力。     

金刚石砂轮磨削Si_3N_4陶瓷的磨损特性

本文采用单颗粒磨削试验法分析了不同品级金刚石磨削反应烧结热等静压Si_3N_4陶瓷的磨损特性,测量了四种金刚石砂轮在一定磨削条件下磨削Si_3N_4陶瓷的磨耗比,探讨了金刚石砂轮的结合剂、磨料品级和粒度对砂轮磨损性能的影响。研究结果表明,金刚石砂轮的结合强度、磨料品级和粒度对砂轮的磨损性能有不同程度的影响,其中结合强度的影响最为显著。磨削Si_3N_4陶瓷时,选用青铜结合剂、JR_3级和较细粒度的金刚石砂轮有利于提高加工效率,降低砂轮的消耗。     

微粉金刚石表面镀钛对钎焊磨具性能的影响

在微粉金刚石磨具的制备过程中,金刚石热损伤和磨粒与结合剂间界面特性是影响磨具性能的主要因素。利用电铸与钎焊相结合的工艺把表面镀钛和未镀钛两种微粉金刚石磨料制备成磨具,并将其用于氧化铝陶瓷的磨削试验。通过对钎焊后金刚石磨粒与钎料的界面分析,磨削力、磨粒脱落率以及工件表面粗糙度的比较,探讨磨粒表面镀钛对钎焊微粉金刚石磨具性能的影响。结果表明,镀钛微粉金刚石表面镀层在钎焊过程中对微粉金刚石起到包裹隔离的作用,可以降低微粉金刚石的热损伤和石墨化;在利用两种钎焊微粉金刚石磨具磨削氧化铝陶瓷时,镀钛微粉金刚石磨具的磨削力较小,磨料的脱落率也较少,且工件表面粗糙度值更低。综合比较,磨粒表面镀钛后,可以减弱微粉金刚石的热损伤,提高磨具的磨削性能。     

金属结合剂金刚石微粉砂轮电火花整形精度研究

本文利用研制的金刚石微粉砂轮电火花修整的实验装置,研究了在磨床上,青铜结合剂金刚石微粉砂轮电火花整形精度,分析了金刚石微粉砂轮电火花整形精度特征和关键影响因素。     

树脂结合剂金刚石堆积磨料砂轮磨削YG8硬质合金

为探究金刚石堆积磨料在树脂结合剂砂轮中的磨削性能,采用ZLB-60旋转式制粒机制备了金刚石浓度为150%、200%、250%的陶瓷结合剂金刚石堆积磨料,其单颗粒静压强度分别为61 N、65 N、36 N。选用金刚石浓度为200%的金刚石堆积磨料与相同原始粒度的单颗粒金刚石配比制备金刚石浓度为100%的树脂结合剂金刚石砂轮,在自制磨削平台上对YG8硬质合金进行磨削性能测试。磨削结果显示:当金刚石堆积磨料体积分数为30%时,树脂结合剂金刚石砂轮的磨削性能最佳,磨削比为145.11,磨削效率为13.64 g/h,较相同原始粒度单颗粒金刚石砂轮的分别提高了152%和40%。      

陶瓷空心球对金属结合剂金刚石砂轮性能的影响

通过添加陶瓷空心球并采用普通热压烧结法制备金属结合剂试样和金刚石砂轮,探讨了陶瓷空心球的形状、粒度及添加量对金属结合剂和砂轮性能的影响。结果表明:添加陶瓷空心球后,金属结合剂胎体试样的抗弯强度和硬度均有所下降,但其受陶瓷空心球粒度的影响很小;含金刚石的胎体试样与金属结合剂胎体试样相比,抗弯强度降低了0.84～7.01 MPa,约为1%～8%。胎体试样的断口形貌显示陶瓷空心球体形状规则,均为圆形,能较均匀的分布在金属结合剂胎体之中,可以为金属结合剂胎体提供一定的孔隙空间;添加适量的陶瓷空心球能提高砂轮的磨削效率,磨削YG8硬质合金工件时能提高8%～43%,其中含质量分数3.75%陶瓷空心球的砂轮磨削效率最高,相比于致密砂轮提高了43%。     

钎焊金刚石砂轮修整实验研究

单层钎焊金刚石砂轮的圆度轮廓精度由于受磨料粒径和钎焊结合剂层高度不均匀等因素的影响而使其难以在工程陶瓷等硬脆材料精密磨削中应用.然而单层钎焊金刚石砂轮的修整是直接对金刚石磨粒进行微量的磨损,修整难度大、效率低,因此,探讨快捷且精密的整形方法就成了解决其应用问题的关键技术之一.在本文研究中,分别采用铁基金刚石烧结磨块、钎焊细粒度金刚石板和氧化铝磨块三种整形工具对钎焊金刚石砂轮进行了磨削法整形实验研究,实验结果表明利用氧化铝磨块进行磨削修整效率极低;钎焊金刚石板磨削修整虽然效率高,但是对砂轮表面金刚石磨粒造成大量破碎磨损;铁基金刚石烧结磨块在整形过程中可稳定地以磨平方式磨损砂轮表面金刚石磨粒,经精密整形后的砂轮圆度轮廓精度较高,用其磨削工程陶瓷时工件表面的犁沟和裂纹明显减少.     

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...     

金刚石微粉烧结棒和D、GC杯型砂轮修整碟型金刚石砂轮对比研究

通过对D，GC杯型砂轮和金刚石微粉烧结棒修整大直径树脂结合剂碟型金刚石砂轮的对比实验，以反映砂轮平面度的周向跳动变化率和径向跳动变化率作为修整效率的评价依据，以被修砂轮加工出硬质合金插齿刀的齿形误差作为修整质量的评价依据，从修整原理及修整模型上分析了影响修整效率和修整质量的主要因素，分析结果表明：被修砂轮金刚石颗粒微切削频率以及修整力方向对修整效率有很大的影响；修整质量与作用在被修砂轮上的修整运动有关，磨削，单用GC杯型砂轮法修整后的碟形金刚石砂轮适合于粗磨和半精磨；D，GC杯型砂轮组合修整法既具有高的修整效率也具有高的修整质量，是一种可广泛应用的修整方法。     

Comparison between vitrified bond and resin bond diamond grinding wheel in grinding PDC

In this research, the advantages and disadvantages of the cylindrical grinding process of Polycrystalline Diamond Compacts (short for PDC) with vitrified and resin bond diamond grinding wheel are compared. The research results show that the vitrified bond diamond grinding wheels, which use Ti-coated diamond grains as abrasive and glass ceramic as bond, have many advantages in grinding PDC . Compared with resin diamond grinding wheel,vitrified bond wheels lead to 35% grinding cost reduced, 40% grinding time of each PDC saved, and the size precision of PDC improved (from ±0.03mm to ±0.01mm). When grinding feed is ＜0.10 mm, the grinding ratio increases with increased grinding feed. However, when the grinding feed exceeds 0.10 mm, the grinding radio decreases rapidly with the increasing of grinding feed. The disadvantage of this kind of grinding wheel is that the brightness of the ground PDC cylinder is not as shining as that processed by resin bond diamond grinding wheel.     

Application of rare- earth and nano elements on diamond cup wheels

Diamond cup wheel is used widely as an important tool for machining ceramic tile. In this paper, nano rare - earth oxide and nano carbide were added in the segments of seven kinds of diamond cup wheels. The performance of diamond cup wheels were tested on a special designed test machine by grinding two kinds of ceramic tiles. The surface morphology of the segments was examined by Scanning Election Microscopy （SEM） and the micro-hardness of segments was measured. The results showed that nano rare-earth oxide and nano carbide can fine segment micro structure, make grain boundary clear and increase grasping of diamond grits. They can increase also the wear resistance of diamond cup wheels as well as the grinding ratio.     

钎焊金刚石砂轮打磨钢轨的性能试验研究

针对树脂砂轮打磨钢轨时存在的火花大、粉尘污染等缺点,设计并制作钢轨打磨用单层钎焊金刚石砂轮。通过钎焊金刚石砂轮和树脂砂轮的钢轨打磨试验对比,对钎焊金刚石砂轮的综合性能进行评价。试验结果表明:在稳定打磨阶段,相比树脂砂轮,钎焊金刚石砂轮的磨削效率高、磨削电流小、磨削火花小,打磨后的工件表面粗糙度好;钎焊金刚石砂轮的主要失效原因是磨屑黏附。      

铝硼硅玻璃基体中金刚石氧化机理

开展金刚石/铝硼硅玻璃复合材料的烧结试验,通过TG-DSC分析、XRD分析和Raman分析,研究铝硼硅玻璃熔体中金刚石的氧化反应机理。试验结果表明：烧结纯铝硼硅玻璃时,在1 000℃以下,没有任何化学反应发生;烧结金刚石/铝硼硅玻璃复合材料时,温度高于814°C后会发生体积膨胀、强度降低的现象;烧结温度780℃为最理想烧结温度,复合材料膨胀率约10%,抗折强度约39.0 MPa。在烧结温度不超过908.4℃时,金刚石和游离氧而非铝硼硅玻璃中的氧化物之间发生了氧化反应。