超高压水雾化制备预合金粉末在金刚石工具中的应用（英文）

采用超高压水雾化工艺制备金刚石工具用铜基、铁基、钴基预合金粉末,并对超高压水雾化法、常规水雾化法以及单质金属机械混合粉末制备的金刚石工具烧结节块的力学性能、胎体对金刚石的把持力、空白与含金刚石胎体烧结节块的断口形貌进行测定、比较与分析。结果表明:超高压水雾化预合金粉末烧结节块的相对密度、硬度和抗弯强度等力学性能有显著提高。超高压水雾化预合金粉末烧结节块断口形貌为韧性断裂,预合金粉末与金刚石之间除具有机械嵌镶力外,还存在化学结合力,胎体粉末材料对金刚石的把持能力明显增强。采用超高压水雾化预合金粉末可大大改善金刚石制品胎体的力学性能与使用寿命。     

预合金粉在金刚石工具烧结中的钎焊作用

通过增加钴、镍、铬、钛的比例可以提高胎体对金刚石的把持力,从而达到提高金刚石工具寿命的目的,但是过硬的胎体降低工具的切削效率.为解决寿命和效率的矛盾,采用预合金粉末替代单质金属粉加入胎体粉中热压烧结,使得胎体粉和金刚石颗粒之间形成钎焊连接.简述了金刚石工具中人造金刚石的存在状态,分析了金刚石从出刃、刻划、切削、磨损、暴露、破碎到脱落的使用寿命过程,指出工具使用中大量的金刚石并非磨损失效,而是以破碎、脱落形式流失.分析了金刚石脱落、流失的主要原因是金刚石把持力不够导致了金刚石早期脱落.研究结果表明:预合金粉末法可以实现胎体与金刚石的钎焊连接,预合金粉末的成分和热压烧结工艺决定了对金刚石的钎焊连接的效果.应用结果显示:预合金粉末中含有强碳化物形成元素,预合金粉与金刚石的亲和力强,在烧结过程中可以实现胎体与金刚石的钎接,使金刚石的出刃高度大大提高;预合金粉的熔化温度区间与烧结温度相匹配,避免了刀头的毛刺、飞边,减小裂纹发生倾向.     

我国金刚石工具工业发展的特点、措施与前景——纪念我国人造金刚石诞生40周年

本简要地回顾了我国金刚石工具工业的发展特点：形成了各具特色的金刚石工具密集加工区和多种所有制的金刚石工具工业，依靠金刚石合成的高速发展提供了比较优势。用产品质量、合理的性价比、优质服务和信息化技术开辟国内外市场。引进国外先进技术与设备，促进了激光焊接锯片、钻头及热压烧结锯片、国产加工设备的发展。采取发展国产超细与合金化粉末，加强胎体研究，推广金刚石镀覆，冷压与制粒工艺及真空保护气氛烧结技术，提高绳锯质量，突破高温钎焊工艺以促进我国金刚石工具工业的发展。     

一种激光焊接金刚石锯片过渡层用预合金粉末的性能研究

本文介绍了激光焊接金刚石工具的发展以及预合金粉末在激光焊接金刚石工具过渡层中的应用.分别对预合金粉末和混合粉末烧结得到的胎体进行了三点抗弯强度实验和焊接实验.实验结果表明:自行研制的超细预合金粉末S-1的烧结温度在750～850 ℃,抗弯强度在800～1300 MPa,激光焊接强度高于40 N·m,焊接强度变化小于4 N·m;在800 ℃烧结时,与混合粉末比较,使用超细预合金粉末,胎体的三点抗弯强度由1050 MPa提高到1300 MPa,焊接强度由36 N·m提高到44 N·m.     

新型铁铜合金粉体材料及性能研究

为改善铁基胎体粉末在金刚石工具制造时的应用情况,通过力学实验,研究新型铁铜合金粉体材料对金刚石工具胎体抗弯强度和切割性能的影响。实验结果显示:较单质混合粉体材料,新型铁铜合金粉体材料的烧结温度略微降低;胎体在870℃时获得高的抗弯强度,为334.85 MPa,比单质混合粉高出11%;烧结硬度为61.72 HB,高于混合粉末12%。铜元素的预合金化行为和更为均匀弥散的分布,使金刚石工具胎体材料强度提高显著,切割性能大幅度上升,通过对相同配方单质混合粉末和新型铁铜合金粉末胎体材料切割性能的比较发现,新型铁铜合金粉体材料锋利度提高20%。     

脱蜡工艺对金刚石锯片性能影响的研究

本文尝试研究在金刚石锯片的制作工序过程中,增加对刀头生坯进行脱蜡工序,通过对比不采用脱蜡工艺制作的试样性能,来探讨脱蜡工艺对产品性能的影响.结果表明:采用脱蜡工艺,提高了胎体的相对烧结密度,减少了刀头中制粒剂残留,提高了锯片切割性能,并可以改善热压刀头的生产环境.对于添加超细钨铜粉末的胎体经脱蜡工艺处理后,可提高胎体的...     

超细钨铜合金粉末在金刚石工具中的应用研究

采用超细钨铜合金粉末和单质钨、铜粉末热压烧结成两组金刚石胎体块,利用硬度计,排水法,万能实验机,扫描电镜和锯切实验等测试分析手段分别分析测量了胎体的硬度、致密度、抗弯强度、断口形貌和锯切性能。实验结果表明:在高钨基胎体配方中添加超细钨铜合金粉末比添加单质钨、铜粉末可以显著提高胎体的硬度10 HRB左右,改善胎体合金使之均匀化,在本实验配方中,干切硬花岗岩时,高钨基胎体配方中添加超细钨铜合金粉末比添加单质钨、铜粉末切割平稳,形成胎体和金刚石有效的磨损匹配,可以显著提高工具的使用寿命30%左右。烧结温度范围内,添加合金粉的胎体抗弯强度均比添加单质钨、铜粉末低100 MPa左右,这主要是使用的超细钨铜粉末的氧含量较高所致。     

金刚石工具生产技术的三个阶段

金刚石工具生产技术的发展至今可划分为三个阶段：第一个阶段是用单质粉作胎体加金刚石采用机械混料的工艺制作金刚石工具。这种工艺容易产生成份偏析,烧结温度高,容易造成金刚石石墨化,降低金刚石的强度。由于各种胎体材料是机械结合,没有充分合金化,胎体对金刚石的包镶效果差,很难生产高档产品。     

增材制造金刚石工具研究现状及展望

随着金刚石工具朝着形状复杂化、结构精密化、性能高端化等方向发展,常规金刚石制造工艺受成形原理限制较难满足上述要求,亟须寻求新的金刚石工具制造工艺。增材制造是一项新兴的、降三维制造为二维制造的技术,近年来开始应用于复杂结构金刚石工具的制造。本文综述了激光选区熔化、激光选区烧结、立体光固化成形等目前主流增材制造工艺成形金刚石工具的研究进展,详细介绍了3种工艺的成形原理,重点阐述了不同工艺中金刚石与胎体材料的界面结合问题,简要对比了3种增材制造工艺成形金刚石工具的差异。最后,对未来增材制造金刚石工具的研究重点进行了展望。      

金属粉末氧含量对金刚石工具性能的影响

本文针对金刚石制品行业中常用金属粉末中氧含量对工具性能的影响进行了研究和讨论,阐述了氧含量对冷压成型性、烧结工艺、烧结胎体组织性能、金刚石把持力及工具的锋利度和使用寿命等方面的影响,提出了控制建议和措施。     

金刚石工具专用预合金金属结合剂的研制

本文介绍了一种由作者主持开发的、具有广谱适应性的新型预合金产品“CSB”（Cut-StoneBond：卡斯通预合金结合剂）。作者通过大量的试验数据阐述了添加不同粒度、不同浓度、不同品级金刚石。以及添加各种金属（钴、镍、铜等）对CSB切割性能的影响。试验表明，CSB不仅对金刚石有良好的把持能力，同时通过添加适当适量的金属，还可以得到不同的以CSB为基的适应于不同使用要求的改性“CSB”。并简要介绍了CSB作为基础预合金的使用方法。     

轧制复合法制造金刚石-金属复合体的研究

本文采用铜基板和F8钢基板以及MBD6金刚石进行了轧制复合试验,对制得的最终厚度0.12mm的金刚石-金属复合体进行了分析。讨论了轧制复合法（下称RC）试验过程中金刚石的破碎、形态、分布情况及结合强度,评估了RC法用于金属结合剂金刚石胎体制造的可能性。实验结果表明,RC法用于金属结合剂金刚石工具制造是完全可行的。     

分层式金刚石锯片刀头的结构优化设计

分析电阻热压烧结分层式金刚石锯片刀头的工作机理和烧结过程 ,指出原有分层结构的设计存在不足之处 ,提出采用弱包镶层代替原纯胎体工作层 ,孕镶层中的金刚石颗粒采用化学镀膜处理从而使其避免在烧结和焊接过程中对金刚石的热损伤 ,大大提高了锯片的工作效率和使用寿命     

纳米金刚石在摩擦副界面的减摩耐磨机理探讨

本文根据纳米金刚石在摩擦学领域的一些应用结果,初步探讨了纳米金刚石在摩擦副界面的减摩耐磨机理,指出了该应用领域有待深入研究的问题。纳米金刚石加入润滑油中,可以在摩擦副界面起到显著的耐磨减摩作用。纳米金刚石颗粒在摩擦副之间的作用包括纳米金刚石对摩擦界面表面抛光,形成一层摩擦系数极低的金刚石固体边界润滑膜以及在黑色金属摩擦副中纳米金刚石表面石墨化等。     

稀土对金属基金刚石节块力学性能的影响

金属基金刚石工具结合剂中添加少量稀土元素可以细化胎体晶粒,净化金刚石与胎体界面,从而改善结合剂与金刚石的界面结合状态。本研究通过在不同类别金刚石节块中添加或不添加稀土元素,观察其力学性能的变化,并进行比较分析,探讨稀土元素对不同类别金刚石节块力学性能的影响机制。实验结果表明稀土元素对不同类别金刚石节块抗弯强度的影响较为显著,同时,在铜基中加入稀土元素,可以加强金刚石与周围胎体的结合状况,提高胎体对金刚石的把持力。研究成果将有利于促进和推广稀土在金刚石工具制造领域中的应用。     

电蚀抛光CVD金刚石膜的实验研究

本文提出了一种新的ＣＶＤ金刚石膜抛光技术。采用该项技术,可以高效率的完成ＣＶＤ金刚石膜的粗抛光。ＣＶＤ金刚石膜表面被预先涂覆一层导电金属,然后采用电蚀方法对该表面进行加工,使金刚石膜突起的尖峰被迅速去除。加工中金刚石表面的石墨化使电蚀加工得以不断延续。通过单脉冲放电试验已经发现涂覆层的材料对金刚石膜的加工效果有很大影响。与普通金属加工相比,金刚石膜的电蚀过程有其完全不同的特征。通过试验和分析,本文还对金刚石膜的电蚀去除机理进行了初步探讨。     

Cu-Fe基金刚石锯片刀头真空液相烧结性能研究

采用真空液相烧结的方法,设计了Cu-n基刀头基体配方,以低熔点铜基预合金粉末为粘结相,并添加Ti、Cr等活性金属粉末改善基体与金刚石的结合力,通过组织观察及性能分析,讨论了粘结相．骨架相及活性金属含量对基体及刀头性能的影响。随Ti含量的增加,粘结相对骨架相的润湿能力增强,基体的硬度增加,基体对金刚石的结合力提高,刀头的耐磨性增加。随粘结相含量的增加,基体的合金化及致密性提高、硬度增加．刀头的耐磨性增加;硬质颗粒含量较少时对基体的增强作用是弥散强化,当硬质颗粒形成连续骨架时形成颗粒增强。     

喷射共沉积技术在金属结合剂金刚石工具制备中的应用研究

喷射共沉积技术在颗粒增强金属基复合材料的制备中已经有了较为成熟的应用，本文在分析了金属结合剂金刚石工具和颗粒增强金属基复合材料的相似性基础上，研究了利用喷射共沉积技术制备金属结合剂金刚石工具制备的可行性。并通过试验对比分析，探讨了该工艺在金刚石工具生产中的适用性。发现用该工艺试制的试样有金刚石热损耗低、金刚石分布均匀、基体金属对金刚石有较高的把持力、较高的耐磨性和磨削效率等特点。该工艺在大规格、高厚度的金刚石工具制造中会有较高的使用价值。     

陶瓷结合剂与金刚石高温下的界面结合机理研究

本文研究了陶瓷结合剂与金刚石的界面反应、界面结构和结合状况.通过对改性Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃和B2O3-PbO-ZnO-SiO2低熔玻璃镀钛、不镀钛金刚石试样的电镜分析、XRD分析以及两种结合结合剂与镀钛、不镀钛金刚石试样的抗折强度测定,研究了结合剂(Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃和B2O3-PbO-ZnO-SiO2玻璃)与金刚石(镀钛和不镀钛)的结合机理和结合状况.发现:改性Li2O-Al2O3-SiO2玻璃经过合适的热处理工艺能在金刚石试样中出现以Li2Al2Si3O10为主晶相的微晶体,试条的抗折强度是B2O3-PbO-ZnO-SiO2低熔玻璃金刚石试样的2.5倍以上;镀钛金刚石与微晶玻璃结合剂之间产生化学结合,抗折强度比不镀钛金刚石试条提高20%以上;而对B2O3-PbO-ZnO-SiO2玻璃结合剂而言,金刚石表面镀钛对试条的抗折强度的提高无明显作用.     

金刚石因素对砂轮切割性能的影响研究

以滤光片切割为例,基于自制金属结合剂砂轮,研究金刚石的粒度尺寸、浓度、强度等因素对砂轮切割性能（速度,崩口和寿命）的影响。结果表明:切割速度随金刚石粒度尺寸增大,呈先增大后减小的趋势,且当金刚石粒度尺寸为7~14 μm时,切割速度达到最大值10 mm/s;用高强度金刚石制备的砂轮具有更高的切割速度。另一方面,提高金刚石粒度尺寸和浓度以及采用高强度金刚石可以在一定程度上提高砂轮寿命。合理的金刚石浓度范围为35%~50%,超过该浓度,切割滤光片时的崩口明显增大。