氮气和氢气气氛下无压烧结金刚石工具胎体的性能差异分析

在同样的烧结温度和保温时间下,试样块分别在氢气气氛和氮气气氛下进行无压烧结,并通过对比两种气氛下烧结试样块的致密度、抗弯强度和硬度,分析两者的性能差异。实验结果表明：在900℃/120 min的无压烧结条件下,氢气气氛条件下的试样块相比氮气气氛条件下的试样块,致密度高出1%,硬度高出5 HRB,抗弯强度无明显差异。     

不同气氛下预烧结对串珠胎体物理性能的影响初探

使用铁基金刚石串珠胎体结合剂,冷压成试验块冷压坯,在不同气氛保护下采用同一工艺进行预烧结,预烧结完成后与未经预烧结的标准试验块一起,使用同一工艺将冷压坯烧结成型,通过设备检测其相对致密度,以及HRB、抗弯强度等物理特性。根据结果得出:在不同气氛预烧结后,该铁基金刚石串珠胎体结合剂配方的抗弯强度有非常大的差别,HRB硬度变化不大,而抗弯强度与HRB硬度和相对致密度并没有很强的关联,还原气氛下进行预烧结对其抗弯性能有正面影响,并且可以提高其韧性。     

预合金粉替代单质粉制备金刚石工具胎体的研究

分别以Cu_(85)Sn_(15)、Y1(Fe_(60)Co_(25)Cu_(15))、Y2(Fe_(66)Co_(27)Cu_7)、Fe_(70)Cu_(30)预合金粉替换胎体配方中的Co、Fe、Cu、Sn单质粉,设计了配方组合SY1～SY5。通过对比分析各配方烧结试样的致密度、断口显微形貌、硬度、抗弯强度和韧性,研究加入预合金粉后胎体性能的变化。实验结果表明,采用预合金粉Y1/Y2替换配方中的Co粉,试样致密度和硬度有所下降,抗弯强度和韧性显著提升;加入Y1的试样硬度要高于加入Y2的,加入Fe_(70)Cu_(30)合金粉的试样硬度高于加入Fe和Cu单质粉的。     

烧结工艺对金刚石串珠Cu基胎体性能的影响研究

文章主要讨论了烧结温度、烧结压强对Cu基胎体硬度、抗弯强度、应力应变曲线及串珠剥离强度等力学性能的影响,实验结果表明:烧结温度、烧结压强对Cu基胎体力学性能影响显著,烧结温度越高,试样块的硬度值随之增高,达到最高值后变平稳,抗弯强度不断的增高,应力应变曲线由脆性断裂向韧性断裂发展;烧结压强越高,试样块的硬度值、抗弯强度值都呈现相应的增加;最后研究了烧结温度对串珠剥离强度的影响,结果表明在较低的烧结温度下,串珠胎体与基体结合强度明显不足,出现大量的串珠剥离现象,影响烧结串珠胎体的正常使用。     

超细铁铜锡磷预合金粉在高铁基金刚石工具中的性能研究

通过粉末冶金工艺制备了铁含量在70%～80%之间的金刚石工具胎体试样,研究了化学法生产的超细Fe-Cu-Sn-P预合金粉(添加比例在20%～60%)对高铁基胎体物理性能、机械性能和切割性能的影响。在密度天平、洛氏硬度计、拉伸试验机、扫描电子显微镜上分别测试试样的密度、硬度、抗压强度以及三点弯曲强度、断口形貌。结果表明:添加超细预合金粉有助于提高胎体的压制成型性,在实际生产中,建议添加比例控制在30%～50%;随着超细预合金粉含量的增加,试样的硬度和抗弯强度随之提高,合金粉含量达到50%以后试样的硬度和抗弯强度提高幅度变缓;随着超细预合金粉末含量的增加,胎体的烧结温度随之降低,其中A5的烧结温度比A1的烧结温度降低35℃;超细预合金粉末含量达到40%以后锯片切割五莲红的锋利度得到了明显提升。     

超细铁铜锡磷预合金粉在高铁基金刚石工具中的性能研究

通过粉末冶金工艺制备了铁含量在70%～80%之间的金刚石工具胎体试样,研究了化学法生产的超细Fe-Cu-Sn-P预合金粉(添加比例在20%～60%)对高铁基胎体物理性能、机械性能和切割性能的影响。在密度天平、洛氏硬度计、拉伸试验机、扫描电子显微镜上分别测试试样的密度、硬度、抗压强度以及三点弯曲强度、断口形貌。结果表明:添加超细预合金粉有助于提高胎体的压制成型性,在实际生产中,建议添加比例控制在30%～50%;随着超细预合金粉含量的增加,试样的硬度和抗弯强度随之提高,合金粉含量达到50%以后试样的硬度和抗弯强度提高幅度变缓;随着超细预合金粉末含量的增加,胎体的烧结温度随之降低,其中A5的烧结温度比A1的烧结温度降低35℃;超细预合金粉末含量达到40%以后锯片切割五莲红的锋利度得到了明显提升。     

振荡压力烧结氮化硅陶瓷微观形貌及其力学性能EI北大核心CSCD

在氮化硅粉料中引入Al2O3、Y2O3和TiC,采用振荡压力烧结技术制备氮化硅陶瓷材料。研究了不同温度(1700、1725、1750、1775℃)氮化硅的微观形貌、晶粒尺寸的变化及其对氮化硅力学性能的影响。探讨了第二相TiC的加入对粉体致密化及界面结合性能的影响。结果表明:在振荡压力烧结工艺下氮化硅陶瓷在1725℃时即可达到完全致密化并获得高的抗弯强度与硬度,其抗弯强度、Vickers硬度值分别为(1421±59)MPa和(16.1±0.3)GPa。试样晶粒的长径比同样是随着温度的升高先增大后降低,其中,晶粒长径比最大的是1725℃烧结的试样,当温度继续升高至1775℃时,晶粒的长径比下降明显,晶粒粗化。氮化硅的抗弯强度与硬度在温度高于1725℃时开始也随着长径比下降而减小。     

烧结温度对金刚石绳锯串珠性能的影响

测试烧结温度对Fe基胎体力学性能中的抗弯强度、硬度和绳锯使用性能的影响。采用相同的Fe基配方进行变温恒压的实验块测试,验证其硬度及抗弯强度变化;同时制作三条长度一致的金刚石矿山绳锯进行切割测试,制备的串珠分别在850℃、875℃、900℃条件下进行烧结,切割测试记录金刚石绳锯每一次的切割效率。实验块测试结果表明,烧结温度越高,实验块的抗弯强度、硬度也随之升高。矿山绳切割测试结果表明,串珠在低温情况下制备的绳锯产品使用效率远好于高温情况。     

振荡压力烧结氮化硅陶瓷微观形貌及其力学性能

在氮化硅粉料中引入Al₂O₃、Y₂O₃和TiC,采用振荡压力烧结技术制备氮化硅陶瓷材料。研究了不同温度(1 700、1 725、1 750、1 775℃)氮化硅的微观形貌、晶粒尺寸的变化及其对氮化硅力学性能的影响。探讨了第二相TiC的加入对粉体致密化及界面结合性能的影响。结果表明:在振荡压力烧结工艺下氮化硅陶瓷在1 725℃时即可达到完全致密化并获得高的抗弯强度与硬度,其抗弯强度、Vickers硬度值分别为(1 421±59)MPa和(16.1±0.3)GPa。试样晶粒的长径比同样是随着温度的升高先增大后降低,其中,晶粒长径比最大的是1 725℃烧结的试样,当温度继续升高至1 775℃时,晶粒的长径比下降明显,晶粒粗化。氮化硅的抗弯强度与硬度在温度高于1 725℃时开始也随着长径比下降而减小。     

金刚石圆锯片工作层预合金粉与焊接层粉连接性能研究

使用A公司生产的预合金粉,多批次金刚石锯片在生产检验过程中出现大量刀头断裂情况,断裂位置为工作层与焊接层连接处。为了找到刀头断裂的原因,分别对现在使用的A公司生产的预合金粉和之前使用的B公司生产的预合金粉,用不同温度烧结工艺烧结制作试样块进行三点抗弯强度测试分析;以及A、B分别与C公司生产的焊接层金属粉之间的连接强度分析,A、B不同比例混合后的强度分析。通过研究分析得出,A公司生产的预合金粉对温度的反应敏感,较高温度下的性能无法达到生产要求;B公司生产的预合金粉对温度的适应范围大,在较低与较高温度下都能保持较好的性能;实际生产刀头中,烧结需要较高的温度,A与C结合强度就达不到要求从而导致刀头断裂。     

Ni含量对无压烧结金刚石刀头层间结合的影响研究

选择自主研制的预合金粉TB05作为主要结合剂设计初始无压烧结配方A,并通过调节Fe、Ni添加比例设计了配方组合A1～A4。通过对比分析各配方的无压烧结致密度、抗弯强度、断口显微形貌,研究了Ni含量对无压烧结金刚石刀头层间结合的影响。实验结果表明,虽然A1～A4配方体系下Ni含量达到8wt%时具有最佳抗弯强度1261.43MPa,但分层钻头试样中Ni含量不高于5wt%时具有更高的抗折性能,最高抗折弯矩达到21N·m。     

微波烧结和玻璃渗透制备ZrO_2全瓷材料

以3Y-TZP粉体为基体、5%NH4HCO3为造孔剂,通过混合、压制成型后在不同温度进行微波烧结和1 250℃玻璃渗透制备ZrO2全瓷材料。结果表明:微波烧结后原3Y-TZP中的单斜相全部转变为四方相,并且通过渗透后物相不变。各个不同温度微波烧结后再渗透试样的密度和显微硬度比未渗透有一定程度提高,断裂韧性和抗弯强度显著提高,其中1 200℃微波烧结后再渗透的试样晶粒尺寸细小、均匀,其密度、显微硬度、断裂韧性和抗弯强度最高,达到5.88g/cm3、10.56GPa、12.01MPa·m1/2和522.37MPa,分别比未渗透提高了2.1%、0.6%、41.0%和55.1%。     

Cu和Ni的化合物对金刚石钻头胎体性能的影响

主要研究了在铁基胎体配方F15#的基础上添加不同量的含Cu或Ni的化合物对金刚石钻头胎体性能的影响。根据不同配方制作标准试样块,测试其硬度HRB、抗弯强度和磨耗比,以此来评价胎体的力学性能和耐磨性能,同时优选出配方制作钻头进行实际钻进试验。试验结果表明:随着胎体中Cu或Ni的化合物含量的增加,胎体的硬度、抗弯强度都呈现下降的趋势,胎体样块的磨耗比也逐渐下降,表明了钻进效率的提高,从实际钻进结果可知,钻头的钻进效率得到了提高,寿命也比较好。     

浸渍及热处理对常压烧结AlN/h-BN复相陶瓷微观结构及性能的影响

采用常压烧结方法在1 700℃保温2 h制备出AlN/20%(体积分数)h-BN复相陶瓷,对烧结后的样品分别采用A10铝溶胶和硅溶胶/酚醛树脂进行浸渍处理,随后在1 450℃氮气气氛下热处理2 h。对比研究了浸渍及热处理前后复相陶瓷的致密度、抗弯强度、Vickers硬度、微观结构和物相组成,并分析了复相陶瓷的强化机理。结果表明:A10铝溶胶浸渍处理后样品的抗弯强度和Vickers硬度略有提高;经过硅溶胶/酚醛树脂处理的样品抗弯强度和Vickers硬度大幅提高,抗弯强度和Vickers硬度分别从81.5MPa和1.99 GPa提高到130.1 MPa和3.58GPa;硅溶胶/酚醛树脂处理后的样品在孔隙界面处生成的碳化硅及氮氧化铝是样品抗弯强度和Vickers硬度显著提高的主要原因。     

添加组分对LFP全预合金粉末性能的影响

文章以合金粉末烧结体的密度、硬度、抗弯强度为判据,进行烧结曲线实验,分别研究添加还原铁粉、铁铜合金粉、磷铁、锌粉对LFP全预合金粉末性能的影响,探讨不同方法生产的粉末在金刚石工具胎体配方中的协同作用,为更好使用预合金粉末提高金刚石工具性能提供了一些有益的实验支持.     

烧结温度对放电等离子烧结氮化硅陶瓷显微结构和力学性能的影响

以亚微米级氮化硅为原料、Al_2O_3–Y_2O_3为烧结助剂,利用放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)烧结技术制备氮化硅陶瓷。用X射线衍射和扫描电子显微镜对试样的物相组成和显微结构进行分析,研究了烧结温度对氮化硅陶瓷力学性能和显微结构的影响。结果表明,采用SPS烧结技术可在较低温度下获得致密度较高、综合力学性能较好的β相氮化硅陶瓷。随着烧结温度的提高,样品致密度、抗弯强度、断裂韧性均不断增大,在1 550℃时,其抗弯强度和断裂韧性分别达到973.74 MPa和8.23 MPa?m1/2。在1 550℃以下,陶瓷样品中β相氮化硅含量可达到98%,显微结构均匀,晶粒发育良好、呈长柱状,晶间紧密连接,晶间气孔较少。继续升高温度,部分晶粒发生异常长大,产生了更多的显微孔洞,抗弯强度急剧下降。     

烧结工艺对铁基结合剂金刚石节块力学性能的影响

本文研究了热压烧结中烧结温度和烧结压力对铁基结合剂金刚石节块力学性能的影响.实验结果表明:烧结温度对金刚石节块的硬度和抗弯强度等力学性能影响显著;而烧结压力对金刚石节块的抗弯强度和硬度的影响小于温度对二者的影响;节块的应力-应变曲线具有陶瓷的特性.     

B4C(W,Ti)C陶瓷复合材料的制备及其性能

采用热压烧结工艺制备了B4C/(W,Ti)C陶瓷复合材料.研究表明:B4C/(W,Ti)C陶瓷材料烧结时将产生化学反应,反应产物为TiB2和W2B5.B4C/(W,Ti)C陶瓷材料的性能与(W,Ti)C的含量密切相关,随(W,Ti)C含量的增加,材料的致密度、抗弯强度和断裂韧性逐渐增加,硬度逐渐减小;当保温时间低于50min时,材料的致密度、抗弯强度和硬度显著降低;B4C/(W,Ti)C陶瓷复合材料的最佳性能参数为:抗弯强度693MPa,维氏硬度23.5GPa,断裂韧性3.9MPa·m1/2.磨损实验表明,B4C/(W,Ti)C陶瓷材料在低速小载荷的实验条件下,耐磨性能优异,在高速大载荷的实验条件下,磨损过程中局部点的高温导致试样表面发生氧化,加剧了材料的磨损.     

Sn和La在气氛烧结金刚石工具胎体中的作用

采用沉淀-还原法分别制备气氛烧结金刚石工具胎体专用的FeCuCo、FeCuCoSnLa两种亚微米合金粉末作为胎体粘结剂,对比分析这两种胎体烧结性能。试验结果表明:Sn的添加,增加了颗粒烧结流动性,空位迁移和晶界移动更加顺利,促进胎体合金化;La的添加,吸收胎体内孔隙中的氧,又能还原金属氧化物,使烧结活性更高。同时,La的细化晶粒作用能够有效避免Sn液相导致的晶粒异常长大现象,故胎体的相对密度和硬度得到进一步的提高,虽然导致抗弯强度有所下降,但胎体的耐磨性得到大大的提高。     

单质锌粉在烧结石材小锯片中的作用

阐述分析了单质锌粉在单质及预合金配方体系中,分别在钟罩炉及连续炉中制备花岗岩小锯片时,锌粉的作用特点及冶金与工艺因素对锯片烧结质量、锋利度和使用寿命的影响。