稀土元素在金刚石工具中应用研究的新进展

本文探索了稀土元素在金刚石工具中的行为机制。作者自80年代开始对铈在铜基胎体、铝基胎体、钴基胎体中的力学性能和高温性能进行了系统研究，80年代末开始研究镧元素在金刚石工具中的行为，包括镧、铈与胎体材料的磨损性能、切割性能的关系，及磨损性能与切割性能之间的联系，发现：稀土镧、铈能明显地降低结合剂的磨损性能，提高工具的切割性能，并成功地应用在工具中。稀土元素是使用量微、作用明显的元素，而且价格便宜，在金刚石工具中很有推广价值。     

稀土元素铈（Ce）在金刚石工具胎体合金中的行为

本根据作的实验和基础测试结果,讨论稀土元素铈（Ce）在金刚石工具胎体合金中的行为;简要介绍过去十五年来稀土元素铈（Ce）在金刚石工具胎体合金中的应用概况,前景和后续工作,从微观上此前稀土元素Ce在金刚石工具胎体合金中的较好应用效果作出了有试验依据的解释。     

金刚石的磨损形态对工具切割性能的影响

通过对不同金刚石锯片的切性能测试和磨损表面形貌观察，分析了工具中金刚石颗粒的磨损形态与工具胎体的磨损性能之间的关系及其对工具切割性能的影响，指出工具中磨平或抛光的金刚石对工具的切割性能不利，而新出刃和微破碎金刚石颗粒的增多，有利于提高工具的切割性能。     

预合金粉末在金刚石工具中的应用研究

本文初步分析研究了预合金粉末在金刚石工具胎体材料中的应用情况，讨论了预合金粉末作为工具胎体材料的优越性能和应用前景，分析发现，只要选择得当，预合金粉末胎体材料的性能可达到钴基胎体材料的性能水平，并且具有切割速度快，寿命长，对金刚石粘结牢固等优点，预合金粉末的应用成功必将推动金刚石工具制造技术的进一步发展。     

稀土对切玻璃金刚石锯片切削性能的影响

金刚石圆锯片可以用于切割玻璃和水晶制品。为了提高切割玻璃金刚石圆锯片的切割寿命和玻璃的切割质量．对切割玻璃金刚石圆锯片的胎体成分进行了优化设计，并在胎体材料中加入稀土化合物La2O3，同时对金刚石表面实施镀钛。本文从胎体材料对金刚石的把持力系数、实际切割的金刚石的脱落度以及锯片的切割速度方面，研究了稀土化合物在金刚石刀头胎体中的作用。结果表明：在胎体金属粉中加入适量的稀土化合物，胎体对金刚石的把持力系数有所改善，同时，增加了刀头胎体材料的脆性，实现了金刚石与胎体的同步磨损，金刚石的脱落度明显减小；切割速度比参比片提高了21．6％。     

金刚石锯片失效分析和强化方法

本文分析了金刚石锯片刀头失效的主要原因。采用扫描电子显微镜、能谱仪、硬度仪、光学显微镜等手段对金刚石锯片的刀头材料、微观组织及其与锯片耐磨性进行研究。研究结果表明,通过添加微量稀土合金元素后,细化了胎体合金晶粒组织,改善了胎体与金刚石的结合状况,可使胎体金属对金刚石的包镶致密、把持力明显增大;添加富铈稀土和铬合金元素的锯片胎体耐磨性都有提高,其中添加富铈稀土效果尤为明显。多种添加物的添加,其对耐磨性的增加作用也有叠加,其中添加稀土与铬合金元素的锯片磨损系数降低,提高了胎体合金的耐磨性,使其耐磨率降低了20％。     

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%。     

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。     

书讯——《金刚石工具制造理论与实践》

本书是由孙毓超、宋月清等编著，汇集了作者在金刚石工具制造研究实践中的部分内容，共分8个部分，主要研讨金属结合剂、合金元素在胎体中对金刚石的润滑和粘结，烧结合金化原理，预合金化粉末的性能，金刚石表面键合与涂覆，稀土元素在金刚石工具中的应用效果和机制以及其他一些广为关注的问题。     

锯切石材的园锯中金刚石粘结和胎体磨损的机理

作J.koustanty叙述了：为了观察被选择的金刚石锯齿胎体的机械特性，对整个工性能的综合影响，设计了一个特殊的石材锯切方案。大量的研究可以在石材锯切和工具磨损过程的献中找到，后的重点放在了金刚石颗粒的磨损研究，很少注意胎体的磨损机理研究，本研究重点在于揭示胎体磨损的复杂性，看起来是相当于研究系统性能和原材料特性。     

金刚石绳锯锯切金属构件的研究

近年来，在天然石材和建材特别是在较厚的材料或用其它工具难以接近的零件加工领域，绳锯切割已许多应用。在20世纪80年代，有少数公司用金刚石绳锯进行金属切割取得了一定成功。金刚石绳锯切割仅限于低碳钢型材的切割，如海底输气／输油管。切割纯钢材料是新的应用领域，如核电站或海底的构件的维修。此类特殊切割任务要求开发合适的金刚石工具。本文论述了金刚石绳锯切割的基本原理，讨论了金刚石绳锯切割金属构件的基本情况，并详细描述了工具和工件的相互作用，从各个方面测得和分析所有很必要的数据（力、温度和工具磨损）。本文还给出了金刚石工具磨损的分析方法。根据试验收集的数据给出了一个磨损机理模型。描述了着重用于钢质构件切割的金刚石绳锯技术进一步开发项目的代表性结果。     

金刚石表面镀钛对金刚石锯片性能的影响

金刚石表面镀钛与否对Co基和Cu-Sn基胎体抗弯强度、金刚石锯片切割性能的对比研究表明,金刚石表面镀钛可提高金刚石工具的寿命切割效率,采用扫描电镜对抗弯强度试验样品断面和使用过的锯片刀头的观察分析,确立了镀钛层与不同胎体的结合类型。     

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.     

金刚石工具研究现状

本文简要介绍了金刚石工具胎体金属粉末、金刚石与金属胎体界面结合特性、以及添加活性元素在金刚石工具生产及开发研究中的现状及存在问题，为高性能金刚石工具生产及研制提供了一定的参考。     

CeO2在铜基胎体金刚石锯片中的应用

本文研究了CeO2在Cu基胎体金刚石锯片中与Al、Mg作用的机理.热力学计算和X-射线衍射分析表明,烧结条件下,胎体中的Al、Mg与CeO2发生反应:3CeO2 4Al→2Al2O3 3[Ce],CeO2 2Mg→2MgO [Ce],生成活性[Ce]、Al2O3和MgO.活性[Ce]降低金刚石与胎体间的界面能,实现胎体材料对金刚石的牢固粘结.在Cu-Al胎体和Cu-Mg胎体中,CeO2的最佳添加量分别为:0.4%和0.6%.切割石材试验表明:CeO2的加入,可以提高金刚石锯片的切割速度,降低脱落度;但切割寿命略有下降.     

稀土元素La对金属胎体/金刚石复合材料粘结性能的影响

研究了稀土元素Ｌａ对Ｃｕ基金属胎体／金刚石复合材料抗弯强度和粘结性能的影响。结果表明,试验条件下,金属胎体／金刚石复合材料的抗弯强度和粘结性能在Ｌａ含量为０．３２％时达到最大值,分析表明：稀土元素Ｌａ的加入可减少金属胎体中的孔洞等缺陷,改善金属胎体对金石的润湿性,从而可以提高复合材料的强度和粘结性能。     

金刚石锯片胎体专用预合金粉末（TT15）的性能研究

本对研制出的专门用做金刚石工具胎体材料的预合金粉末（编号TT15）的特性，进行了分析和研究。指出这种TT15粉末是以Fe-Cu-Ni为基并添加适量的其他特种元素雾化而成。其特点是：熔点低，烧结性能好，对金刚石的粘结性能高等，适宜于制造金刚石切割工具。研究还发现，在850℃／18MPa/3min热压工艺条件下，TT15颗粒可与金刚石发生界面反应，在与金刚石颗粒表面接触表面形成反应圆斑，其反应斑深度约为1－2μm,这种反应对金刚石的强度损害很小，可大大提高TT15对金刚石的粘结能力。     

书讯——《金刚石工具制造理论与实践》

本书是由孙毓超、宋月清等编，汇集了作在金刚石工具制造研究实践中的部分内容，共分8个部分，侧重研讨金属结合剂、合金元素在胎体中对金刚石的润滑和粘贴，烧结合金化原理，预合金化粉末的性能，金刚石表面键合与涂覆，稀土元素在金刚石工具中的应用效果和机制以及其他一些广为关注的问题。     

金刚石工具胎体材料的性能“弱化”问题初探

本文针对金刚石工具的磨损特性,提出了胎体材料的性能“弱化”的概念,通过对“弱化”问题的度量、方法、模型及意义的描述和讨论,确定了用切割指数Ｚ作为弱化度量,阐述了弱化的在于优化的新概念。     

混凝土锯切技术的应用与研究现状

金刚石工具在路面、桥梁、机场、房屋等建筑行业的混凝土切割中应用广泛。本文分析比较了金刚石工具切割混凝土与传统方法切割混凝土的优缺点,介绍了四种典型金刚石工具切割混凝土的方法和适用场合,以及多个应用实例。并从混凝土切割机理、金刚石磨损、节块配方和烧结工艺、切削力等方面对金刚石工具切割混凝土的研究现状进行了概述。