基于钎焊磨粒有序排布金刚石工具技术的新装备研究

主要介绍了一种新的制备磨粒有序排布金刚石砂轮的装备。此装备是基于高频感应设备和数控机床的优点,把数控机床的精确定位技术利用在了钎焊有序排布金刚石砂轮的制作上,通过编码器的位置控制,实现了在数控机床的连续运动中插入钎焊加热功能,从而可以自行设计磨粒有序排布方式,把磨粒有序的焊接到基体上。避免了传统的手工排磨粒和炉中加热时间长的繁琐工作,为实现了有序排布金刚石砂轮制造的自动化奠定了基础。     

铜锡钛合金真空钎焊金刚石的界面微观结构

用铜锡钛合金钎料对金刚石和45钢进行真空钎焊,分析了钎料和金刚石结合界面的微观结构。结果表明:该钎料对金刚石有良好的润湿性,在金刚石表面生成了不连续、无规则形状的TiC层,TiC层上又生成了树枝状的锡钛化合物,该化合物在界面起到了过渡和桥梁的作用;金刚石与45钢实现了良好的冶金结合。     

钎焊金刚石工具性能影响因素研究

钎焊金刚石工具的性能直接影响被加工工件的加工质量及工具寿命。通过对钎焊金刚石不同钎料、钎焊气氛、钎焊金刚石界面结构与微观形貌的研究,得出不同钎料和钎焊气氛对钎焊金刚石工具的作用实质为产生了不同的钎焊金刚石界面结构与微观形貌。钎焊金刚石界面结构与微观形貌是影响金刚石工具性能直接原因。     

基于钎焊金刚石工具技术的高频感应加热研究

利用高频感应加热方式，在相同的加热功率、不同的钎焊时间下钎焊金刚石磨盘节块样品，对不同节块样品的钎料层和金刚石磨粒形貌进行观察，并结合对不同样品磨粒的剪切破坏力的测量，分析高频感应钎焊时间对金刚石工具钎焊质量的影响。结果发现在相同的真空度和加热功率的条件下，针对特定基体，必定存在一个最佳的钎焊时间。     

钎焊金刚石工具钎焊强度评价的研究

利用高频感应钎焊技术,在不同的钎焊时间和真空度条件下制备金刚石工具试样,在自制的装置上测试试样单颗金刚石磨粒的剪切破坏力大小。结合对破坏颗粒的微观观察发现,金刚石磨粒在受剪切力时一般有三种破坏形式:滑移、折断和拔出。由此得出:制备钎焊金刚石工具应选用高级别的金刚石磨粒及高真空度下较长时间的钎焊。     

聚晶金刚石复合片高频感应钎焊的试验研究

采用部分不等间隙接头设计方案和Ag Cu Zn Cd钎料 ,通过在空气中高频感应加热 (钎焊温度 6 90℃ ) ,成功实现了PCD复合片与 4 5钢刀杆的高强度焊接。根据钎焊试验结果 ,分析了钎料润湿性、钎焊温度、恒温保持时间和钎焊金属表面粗糙度对接头强度的影响     

高频钎焊工艺在金刚石圆锯片焊接中的应用

焊接是金刚石圆锯片制造过程中一道极其重要的工序。本文在分析锯片的特点及使用条件的基础上,对锯片焊接提出了较高的技术要求;通过对各种焊接方法的分析与对比,认为高频感应钎焊焊接金刚石圆锯片具有独特的优点。本文较为详细的介绍了金刚石圆锯片的高频钎焊工艺及其焊接材料的选取,并对高频焊接用的设备、感应圈及其夹具作了简要介绍。     

基于模糊控制的感应钎焊金刚石系统研究

针对感应加热时强磁场干扰下热电偶热电势信号的特征，开发了相应的信号调理电路，并结合数字滤波技术获得了准确的热电势信号，利用LabWindows／CVI软件研制了基于模糊控制的感应钎焊金刚石温控系统。钎焊试验结果表明，该温控系统有较高的控制精度和鲁棒性，且具有较强的抗干扰能力，能准确实现预设的钎焊金刚石工艺曲线，利用该温控系统获得了有序排布的感应钎焊金刚石试样。     

高频钎焊工艺在金刚石圆锯片焊接中的应用

焊接是金刚石圆锯片制造过程中一道极其重要的工序。本文在分析锯片的特点及使用条件的基础上，对锯片焊接提出了较高的技术要求；通过对各种焊接方法的分析与对比，认为高频感应钎焊焊接金刚石圆锯片具有独特的优点。本文较为详细的介绍了金刚石圆锯片的高频钎焊工艺及其焊接材料的选取，并对高频焊接用的设备、 感应圈及其夹具作了简要介绍。     

钎焊金刚石研究进展及其工具的应用

现有的钎焊金刚石方法无法避免金刚石石墨化以及高温热损伤,因此基于金刚石/钎焊合金界面润湿性、金刚石钎焊机理、钎焊金刚石方法,综合分析影响钎焊金刚石性能的主要因素,并概括总结国内外单层和多层钎焊金刚石工具的研究成果。详细论述钎料合金成分、钎焊温度、保温时间、钎焊气氛以及表面金属化等因素对钎焊金刚石的影响。各因素不但影响钎料合金/金刚石界面相互作用(包括界面润湿、界面化学反应、界面微观结构、金刚石热损伤等),而且会引起残余热应力的产生,进而影响焊接接头的质量。如钎料合金中的活性元素在界面处相互扩散并形成化合物是金刚石与基体以及钎料合金实现高强度连接的关键;适宜的钎焊温度以及恰当的保温时间不但会使界面结合力增强,降低界面残余应力,还能减少反应界面微观孔洞、疏松等缺陷的形成;采用真空或保护气氛环境,可以降低金刚石的氧化和石墨化程度。通过现阶段钎焊金刚石工具的发展现状,结合社会生产现实需要,对其发展方向和未来要克服的难题进行展望。     

钢基体上镍基钎料激光钎焊金刚石磨粒的界面结构

在氩气保护条件下,用镍基合金钎料在45钢基体上对金刚石磨粒进行了激光钎焊试验,采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)对钎焊金刚石试样进行了分析.结果表明:激光钎焊过程中在金刚石表面附近形成的富铬层与金刚石表面的碳元素反应生成Cr3C2、CCr7C3、Cr23C6,镍铬合金钎料和钢基体中的元素相互扩散在钢基体结合界面上形成化学冶金结合.     

钎焊金刚石线锯的制备方法及性能

选用直径为0.2mm的65Mn弹簧钢丝作为线锯基体,采用真空炉中钎焊(以镍基合金粉为钎料)和管式炉中氩气保护钎焊(以银铜钛合金粉为钎料)的方法制备金刚石线锯,对比研究了两种线锯的表面形貌、基体显微组织、力学性能和疲劳性能。结果表明:采用银铜钛合金粉为钎料制备的金刚石线锯性能更优,其抗拉强度为1 132MPa,伸长率为3.27%,疲劳寿命为12h,基体组织为回火索氏体。     

添加Ni-Cr-B-Si的Cu基复合钎料真空钎焊金刚石界面微结构

为了降低钎焊金刚石的热损伤和调控钎料性能,采用添加适量Ni-Cr-B-Si的Cu基钎料对金刚石磨粒进行真空钎焊试验。采用扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪对金刚石焊后形貌、界面微结构、钎料组织进行了分析。结果表明：添加20%Ni-Cr-B-Si的CuSn混合粉能够与金刚石实现化学冶金结合,金刚石热损伤降低明显,焊后形貌完整,表面基本光滑,并在金刚石表面的不同晶面生成了不同类型和形貌的碳化物。钎料凝固过程中首先析出α-Cu枝晶,经过包晶转变和共析转变,形成了α-Cu枝晶、Cu5.6Sn、Cu3Sn、Ni3Sn和共析α-Cu。随着Ni-Cr-B-Si含量的增大,钎料的硬度在增大,当添加量为20%时,硬度达到360~400HV0.2。     

钎焊单层金刚石砂轮关键问题的研究

概述了用活性钎料将金刚石磨料钎焊到钢基体表面制作单层金刚石砂轮，比传统的单层电镀金刚石钞轮具有明显的工艺优势。分析指出了钎焊工艺用现存的关键问题，即如何实现金刚石磨料与合金钎料层高的结合强度，钎料层厚度的均匀性和金刚石磨料的有序排布。给出了可行的解决方案，即利用Ag-Cu-Cr或Ni-Cr等活性钎料与金刚石界面化学反应生成的Cr7C3和Cr23C7，实现钎料层与金刚石间的高强度结合；通过化地貌优化，优化出磨粒排布方式，然后按优化的结果排布磨料。     

金刚石刀具的制造方法研究

金刚石的性能非常优异，随着机械加工技术要求的提高，金刚石刀具的应用越来越广泛，文中论述了制造金刚石刀具的几种主要方法。     

干式磨抛用钎焊金刚石磨抛盘制备与试验

为解决传统树脂砂轮片干式磨抛高强度钢存在的磨抛效率低、火花大、粉尘多、安全性低等问题,分析了利用钎焊金刚石技术的优势制备新型磨抛盘的可行性,并提出了解决对策。结合新型金刚石磨料排布工艺,利用Ni-Cr合金焊料,真空钎焊制备了钎焊金刚石磨抛盘。对AH36船用高强度钢进行了干式磨抛对比试验。试验表明:与传统树脂砂轮片相比,钎焊金刚石磨抛盘磨削效率提高40%左右,磨削寿命是前者的12倍以上;磨屑平均体型较大且种类多,无熔融状磨屑存在,磨粒表面基本无磨屑粘附,证明了新型磨抛盘干式磨削时可有效控制磨削温度。     

金属基金刚石工具中胎体对金刚石的包镶能力

胎体对金刚石的包镶能力是影响金刚石工具使用寿命及加工性能的主要因素之一。本文分别综述了在孕镶金刚石工具和单层金刚石工具中,提高胎体对金刚石包镶能力的相关研究情况。孕镶金刚石工具的研究主要包括金刚石表面金属化、采用预合金粉末、添加微量稀土元素和强碳化物元素等;单层金刚石工具的研究则主要集中于钎焊单层金刚石工具。