金刚石制品胎体用预合金粉的制备

采用共沉淀还原法制取金刚石制品胎体的铜基预合金粉末。用X射线衍射仪（XRD）分析其物相组成,扫描电子显微镜（SEM）观察其形貌特征。研究了共沉淀还原法制备预合金粉末的机理。将预合金粉末经过真空热压烧结后,测试了其基本力学性能。研究结果表明：用该法制取的预合金胎体粉末形貌较均匀、粒度较均一,成分组成达到了设计的要求。共沉淀还原法制备预合金粉末的机理为：各种金属盐在共沉淀反应过程中相互固溶形成了复合金属盐,复合金属盐再通过还原得到预合金粉末。与传统机械混合法制成的胎体材料相比,用该预合金粉制成的胎体材料,均匀性更好,力学性能明显优于传统机械混合法,相对密度达98．24％,硬度达100．4HRB,抗弯强度达1127．45MPa。     

预合金粉含量对铁基胎体微观组织及性能的影响

研究添加2%、6%、10%和14%质量分数的CuZnSn预合金粉,对金刚石陶瓷磨边轮铁基胎体热压烧结组织、物相组成及力学性能的影响。结果表明:不添加预合金粉烧结的铁基胎体主要包括灰白色、浅灰色和深灰色3种组织,存在的物相主要为γ-Fe、(Cu, Sn)和(γ-Fe, Ni)固溶体以及Fe₄Cu₃、Cu₄₁Sn₁₁、Ni₄Sn等金属间化合物;加入预合金粉后,烧结工艺相同时,胎体中灰白色组织面积明显减少,浅灰色组织面积增加,深灰色组织面积变化不明显,除上述物相外,还出现了Cu_0.61Zn_0.39和CuZn₂物相。随着CuZnSn预合金粉含量增加,铁基胎体的致密度、硬度、抗弯强度均呈先增大后减小的趋势,而磨损量则呈先减少后增加的趋势;在CuZnSn添加质量分数为6%时,分别达到最大值99.8%、104.4 HRB、947.2 MPa和最小值0.272 5 g。添加适量CuZnSn预合金粉可以增加铁基胎体的液相量,改善粉体流动性,提高胎体性能,添加过量则会降低其综合性能。      

预合金粉在金刚石工具中的应用研究

预合金粉的品种繁多,性能可设计、调节范围极其广大,适用于多种金刚石工具,满足各种使用条件,可用于多种生产工艺流程,用户只需通过调节金刚石的品级、浓度、粒度,即可调配出各种用途性能的胎体,节省金刚石制品的研发费用,节约能耗,提高生产效率。实验结果表明:预合金配方粉可提高胎体抗弯强度18%,扩大了烧结温度的范围,提高了锯片切割寿命48%。     

金刚石胎体Cu-Fe-Sn-Ce预合金粉的研究

为了改善铜基胎体金刚石锯片的切割性能,用雾化法制备了Cu-Fe-Sn-Ce预合金粉,该预合金粉形状为球状,粒径大约为5～15 μm.用粉末冶金法制备了Cu-Fe-Sn-Ce预合金粉金刚石刀头,研究了Cu-Fe-Sn-Ce预合金粉对金刚石圆锯片刀头的硬度、抗弯强度及切割石材寿命的影响;利用扫描电子显微镜(SEM)对金刚石与金属胎体之间的粘结状况及金属胎体的微观结构进行了分析.结果表明:稀土元素加入金属胎体中,有利于Cu-Fe-Sn胎体抗弯强度和硬度的提高.铜基胎体Ⅱ在Ce的含量达到1.5%时抗弯强度达到最大值(477.65 MPa),硬度也达到最大值(102 HRB);从显微分析发现,Ce容易在金刚石与胎体界面处富聚,从而有利于提高胎体材料对金刚石的粘结强度.切割石材万年青和635石材试验表明:在切割寿命相当的情况下,与未含稀土Ce元素刀头的金刚石锯片相比,金刚石脱落度降低6.3%,金刚石锯片的切割速度分别由3.06 m/min和3.5 m/min提高到3.9 m/min和4.05 m/min.     

CSB-2预合金粉质量分数和烧结温度对热压富铁基胎体力学性能的影响

热压富铁基金刚石钻头具有成本低、钻速高的优点,已在钻探中广泛应用。对比相同的热压富铁基胎体配方,通过测试试样的致密度、显微硬度、抗弯强度和抗冲击韧性,研究CSB-2预合金粉质量分数和烧结温度对金刚石钻头胎体力学性能的影响。试验结果表明:添加CSB-2预合金粉的胎体性能均比单质混粉胎体性能好。随CSB-2质量分数的增加,胎体的致密度、显微硬度、抗弯强度和抗冲击韧性分别最大提高了7.68%、27.99%、94.43%和312.82%;同时,胎体粉末预合金化有利于降低胎体的热压烧结温度;为获得良好的应用效果,CSB-2质量分数应大于30%,且最佳烧结温度为940~980℃。      

铜磷预合金粉在金刚石工具中的应用

在金刚石工具中添加铜磷预合金粉,热压烧结过程中铜磷预合金粉瞬时液化对铁铜基础粉形成钎焊连接,烧结体的致密度、硬度、强度均得到提高。铜磷预合金粉改善单质铁粉和铜粉的润湿性和结合力,并在晶界处生成脆性化合物,增加烧结体的脆性,提高了金刚石工具的锋利度,在金刚石工具行业中具有广阔的应用前景。      

La-Ni预合金粉在金刚石工具中的作用及机理探讨

研究了La-Ni预合金粉在金刚石工具中的作用及机理。结果表明：在金刚石工具胎体中添加1．0％的La-Ni预合金粉,金刚石／铜基复合材料的抗弯强度达到最高。利用扫描电镜和能谱对断口进行分析,发现在实验条件下,稀土元素La有向Ti偏聚的倾向,并富集于基体金属与金刚石的界面。经X射线衍射分析发现：合金粉中的活性La可以还原Ti颗粒表面的TiO薄膜,从而增强Ti的活性、净化界面,提高铜基胎体对金刚石的粘结性能。     

废旧资源再造SB-1预合金粉在金刚石烧结锯片中的使用初探

本文以合成金刚石后的触媒废料为原料,添加一定的金属成分经过电解沉积,制备成SB-1预合金粉末。对SB-1粉末进行了形貌分析,对添加了SB-1的胎体粉末进行了冷压和热压试验,并进行了刀头切割对比试验。结果表明,SB-1预合金粉料可以明显提高胎体对金刚石的把持力,大幅度提高锯片的切割性能。特别是在切割厚板时优势更明显。文中还从降低生产成本、清洁环境等方面进行了分析对比。     

粉末预合金化对金刚石工具胎体性能的影响

本文通过试验分析研究了铁基粉末预合金化对金刚石工具胎体硬度与抗弯强度的影响.结果表明:预合金粉末烧结温度较低,胎体在750 ℃即可得到高的烧结硬度,为106 HRB,在650 ℃～900 ℃的烧结温度区间内,硬度值变化仅小于4 HRB;而在相同的烧结温度下,相同组分的混合粉末的烧结硬度仅为94 HRB～98 HRB;当烧结温度低于800 ℃时,预合金粉末胎体抗弯强度低于混合粉末胎体;随着烧结温度的升高,二者差距缩小.预合金粉末胎体的最佳结烧结温度区间为750 ℃～850 ℃,在此范围内可得到讲最佳的硬度与抗弯强度匹配.     

铁对粉末冶金法制备铝基复合材料微观组织和力学性能及磁学性能的影响(英文)

研究铁对粉末冶金法制备铝基复合材料微观组织、力学性能及磁学性能的影响。利用机械混合制备含0,5%,10%和15%Fe(质量分数)的铝基复合材料。Al-Fe混合粉末经压制后在真空炉中600°C烧结1 h。XRD结果表明:在含有5%和10%Fe的试样中只有Fe和Al的衍射峰,而含有15%Fe的试样中则存在Al和Al13Fe4的衍射峰。实验结果表明:随着Fe含量的增加,材料的致密度和导热性变差。复合材料中的Fe可以提高其强度和硬度。材料的强化机制包括基体的晶粒细化,Fe颗粒的均匀分布以及Al13Fe4金属间化合物的形成。含有5%Fe试样的磁化强度为0.3816×10-3A·m2/g,对于含有10%Fe的试样,其磁化强度增加至0.6597×10-3A·m2/g,而对于含有15%Fe试样,其磁化强度降低至0.0702×10-3A·m2/g。这是由于在高铁试样中形成了反磁性的Al13Fe4金属间化合物导致磁化强度降低。     

金刚石复合片微观组织结构的研究

采用SEM、EDX和XRD分析手段对一种高温高压合成的金刚石复合片(PDC)进行抛光面和纵切断口的显微形貌、元素能谱成分及物相组成分析研究.结果表明:①在抛光面上:金刚石颗粒连接紧密,黏结剂Co分布均匀呈断续的“网格”结构,其质量分数稍低于纵切断口面.②在纵切断口面上:结合界面处结合紧密,实质是Dia - Co - W...     

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。     

Effect of powder mixing process on the microstructure and thermal conductivity of Al/diamond composites fabricated by spark plasma sintering

Two powder mixing processes, mechanical mixing (MM) and mechanical alloying (MA), were used to prepare mixed Al/diamond powders, which were subsequently consolidated using spark plasma sintering (SPS) to produce bulk Al/diamond composites. The effects of the powder mixing process on the morphologies of the mixed powders, the microstructure and the thermal conductivity of the composites were investigated. The results show that the powder mixing process can significantly affect the microstructure and the thermal conductivity of the composites. Agglomerations of the particles occurred in mixed powders using MM for 30 min, which led to high pore content and weak interfacial bonding in the composites and resulted in low relative density and low thermal conductivity for the composites. Mixed powders of homogeneous distribution of diamond particles could be obtained using MA for 10 min and MM for 2 h. The composite prepared through MA indicated a high relative density but low thermal conductivity due to its defects, such as damaged particles, Fe impurity, and local interfacial debonding, which were mainly introduced in the MA process. In contrast, the composite made by MM for 2 h demonstrated high relative density and an excellent thermal conductivity of 325 W·m-1·K-1, owing to its having few defects and strong interfacial bonding.     

Effect of nickel-plated graphite on microstructure and properties of matrix for Fe-based diamond tools

Nickel-plated graphite particles and unmodified graphite particles with different contents were added to the Fe-based diamond composites. The basic properties of those specimens were measured, including relative density, hardness, bending strength, abrasion ratio and holding force coefficient. And also, SEM, XRD and EDS were used to carry out microstructure characterization, phase analysis and element distribution of these specimens. The results show that nickel plating effectively improves the surface wettability of graphite particles. And it is determined that an element diffusion zone is formed on the transition interface between the nickel-plated graphite and the matrix materials, effectively enhancing the interfacial bonding strength. Also, the pores and cracks in the matrix generated by adding the graphite particles are reduced after nickel plating. Thus, the loss of basic properties of the specimens is restrained. But it is found the higher the graphite content is, the weaker the positive effect of nickel plating is. In addition, it is revealed that nickel plating plays a conducive part in the formation of graphite lubricants on the working surface, and nickel-plated graphites can slow down the thermal corrosion of the diamond particles inside the high-temperature sintered specimens.     

金刚石颗粒强化银基复合镀层

在制备银基金刚石颗粒复合镀层的基础上 ,研究了复合镀层的力学性能和电接触性能 ,以及电镀工艺对镀层结构的影响。结果表明 ,金刚石粉末能够提高银镀层的硬度 ,降低其电磨损率 ,从而提高电触头的寿命及耐大电流的能力。金刚石粒径越小、浓度越高 (在一定的范围内 ) ,强化效果越好。影响复合镀层结构的因素有很多 ,各因素必须相互协调 ,才可得到与衬底结合牢固的、颗粒均匀分布的结晶致密的复合镀层。镀液中金刚石含量不很高时 ,其最优化工艺与常规镀银相仿 ,使用适量的分散剂并加以搅拌有利于金刚石粉末在镀层中的均匀分布。     

Al元素对Zr-Si-N复合膜的微结构与力学性能的影响

采用反应磁控溅射方法制备了一系列不同铝含量的Zr-Al-Si-N复合膜,用能谱仪、X射线衍射仪和显微硬度计对复合膜进行表征,研究了铝元素对Zr-Si-N复合膜的微结构和力学性能的影响.结果表明,当铝的原子分数N_(Al) ≤10.84%时,Zr-Al-Si-N复合膜中fcc-(ZrAlSi)N为主要相;当N_(Al) ≥14.67%时,Zr-Al-Si-N复合膜是fcc-(ZrAlSi)N和h-AlN的混合相;铝原子分数为4.80%时,Zr-Al-Si-N复合膜的显微硬度达到最大值43.92 GPa;随着铝原子含量的进一步增加,Zr-Al-Si-N复合膜的显微硬度迅速下降.对复合膜的致硬机理进行了讨论.     

金刚石微粉表面镀覆对线锯的关键作用分析

在分析电镀金刚石线锯工艺流程的基础上,指出了金刚石上砂是电镀线锯最关键的工艺环节.探讨了各种上砂方法及特点,分析了镀覆金刚石微粉对上砂的作用.指出,采用与金刚石形成化合物结合的镀覆金刚石,如镀钛、镀钨、镀钼、镀铬和复合镀的金刚石,有利于高质量金刚石线锯的生产;避免了采用单一镍镀层产生“双极性”效应,导致镍涂层脱落的问题;具有上砂速度快,上砂容易的特点;镍镀层对镀覆金刚石颗粒迅速整体覆盖,镍镀层生长迅速,与镀覆金刚石结合牢固,出刃高;解决了无镀层金刚石以及单一镀镍金刚石与基体结合力差的问题.因此,镀覆金刚石为生产高质量金刚石线锯提供了有力的技术支持.     

超细碳化钨粉末特性对金刚石锯片刀头显微结构的影响

采用超细WC粉末和工业级的Sn、Ni、Co、Cu粉末以及金刚石为原料，经真空烧结后制备成金刚石锯片刀头。用扫描电镜（SEM）观察了WC粉末和合金的形貌，用能量散射谱（EDS）测试了合金的微区成分分布。研究结果表明，超细WC粉末的添加能改善Sn-Ni-Co-Cu结合金刚石锯片刀头的显微结构，超细WC含量的增加有利于材料晶粒的细化和强度提高，Cu是烧结中产生液相和使成分偏析的重要影响因素，Co对晶粒异常生长影响很大，Sn的添加有利于晶粒的细化。     

超声波作用对金刚石提纯效果的影响

通过大量实验,我们研究出一种提纯超细金刚石微粉的新方法:在专用试剂中利用超声波强力分散作用,打开金刚石制备过程形成的聚结体杂质,这样就增加试剂的接触面积,提高杂质成分的分解效果,最终得到提纯至99.95%以上的超细金刚石微粉.结果表明:在30 min之内提纯效果随着超声时间的增加而增加,超声时间超过30 min以后提纯效果反而会下降,在超声时间为30 min时提纯效果有一最佳值.并借助TG-DSC、XRD等测试方法对提纯前后的金刚石微粉进行对比分析.