立方氮化硼钎焊制备磨料砂轮的工艺及性能研究

利用Ag-Cu-Ti活性钎料在真空炉中钎焊,制备了单层钎焊CBN(立方氮化硼)磨料砂轮。实验结果表明,Ag-Cu-Ti合金钎料对立方氮化硼表现出良好的浸润性,并将立方氮化硼牢牢钎焊住。扫描电镜、X-射线能谱和X-射线衍射对界面微区组织的分析研究表明,钎焊过程中Ag-Cu-Ti合金钎料中的Ti向立方氮化硼磨粒界面富集,并与立方氮化硼磨料表面的N和B元素发生反应生成TiN和TiB2。     

立方氮化硼砂轮

一种树脂结合剂立方氮化硼砂轮。其中砂轮结合剂中含有15－35％（体积）的氟盐助磨材料，0－16％（体积）的固体润滑填料，以及5－40％的银粉。结合剂中的树脂不少于30％（体积）。50％以下的银粉可以用镍粉代替。树脂可以是酚醛树脂或聚酰胺树脂。填料可以采用MoS2、立方氮化硼、石墨或氟聚合物。     

Ni-Cr合金真空单层钎焊金刚石砂轮

单层高温钎焊超硬磨料砂轮具有传统电镀砂轮无法比拟的优异磨削性能 ,国内应及早研制开发应用此种砂轮。本文利用真空炉中钎焊的方法 ,用Ni Cr合金钎料 ,适当控制钎焊温度、保温时间和冷却速度 ,实现了金刚石与钢基体间的高强度连接。扫描电镜X射线能谱 ,结合金相及试样逐层的X射线结构分析 ,剖析了Ni Cr合金与金刚石和钢基体钎焊界面的微区组织结构 ;揭示了Ni Cr合金对金刚石和钢基体表面的浸润和钎焊机理。即在钎焊过程中会在金刚石界面形成富Cr层并与金刚石表面的C元素反应生成Cr7C3,在钢基体结合界面上Ni Cr合金和钢基体中的元素相互扩散形成冶金结合 ,这是实现合金层与金刚石和钢基体都有高结合强度的主要因素。最后重负荷磨削试验表明金刚石为正常磨损 ,没有整颗金刚石脱落 ,说明金刚石确有高的把持强度     

单层钎焊立方氮化硼砂轮工作面磨粒包埋深度的确定

以Ag-Cu-Ti合金为钎料在真空炉中实现了CBN磨粒与45钢基体的钎焊连接，运用红外光谱仪测试了钎焊磨粒内部的残余应力，分析了最大残余拉应力对磨粒强度的影响，据此优选了钎焊CBN砂轮工作面上磨粒的包埋深度。结果表明：当包埋深度不同时，尽管钎焊磨粒内部的残余应力分布差异较大，但最大残余拉应力始终位于磨粒与钎料顶层截面的边缘位置，并且最大残余拉应力与包埋深度不存在线性关系；为提高钎焊CBN磨粒强度和确保砂轮容屑空间，磨粒包埋深度应控制在其自身高度的30％-40％之间。     

银基钎料钎焊单层金刚石砂轮的研究

概述了单层高温钎焊超硬磨料砂轮的优点。这种新型超硬磨料砂轮以其卓越的磨削性能在今后将逐步替代传统电镀砂轮。鉴于它极其广阔的应用前景,国内也必将大力开发此种单层钎焊超硬磨料砂轮。本文利用高频感应钎焊的方法,用Ag-Cu合金和Cr粉共同作中间层材料,在一定的钎焊温度和时间下,实现了金刚石与钢基体间的牢固结合。经扫描电镜分析发现Cr与金刚石之间形成CrC,与钢基体之间形成（FexCry)C,这是实现合金层与金刚石及钢基体之间都有较高结合强度的主要因素。最后通过磨削实验证实了金刚石确实有较高的把持强度。     

钎焊单层金刚石砂轮的现在问题及其对策

概述了用活性钎料将金刚石摩料钎焊到钢基体表现制作单层金刚石砂轮,比传统的单层电镀金刚石砂轮具有明显的工艺优势。分析指出了钎焊工艺的现在问题,即如何实现金刚石磨料与合金钎料层的结合强度、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;通过沙轮地貌优化,优化出摩料排布方式,然后按优化的结果排布磨料。研制出了具有磨料出露高度高、有序排布、钎料层厚度一致性、高结合强度、高锋利度单层钎焊金刚石砂轮。     

单层钎焊CBN砂轮磨粒破损的研究

在A．Ghosh和A．K．Chattopadhyay的研究中，最近介绍的单层钎焊CBN砂轮由精密的钎焊技术制造而成。该技术使得钎焊CBN砂轮在多方面上都比电镀CBN砂轮有优越性。在磨粒承受低负荷和高负荷两种情况下对这种钎焊砂轮的结合力都进行了评估。有趣的是，任何情况下都没有发现磨粒脱落问题。但是，在高负荷情况下可以观察到磨粒在胎体层出现破裂，并且与胎体（钎焊合金）整体脱落。钎焊砂轮的这种早期破裂．严重影响了它的磨削性能。本文对钎焊CBN砂轮的缺点，包括磨粒可能的破裂形式进行深入分析。对钎焊砂轮与电镀砂轮中影响CBN磨粒的破裂形式进行了比较。此外，还列出了钎焊砂轮磨粒破坏形式的可能因素，也介绍了提高单层钎焊CBN砂轮性能切实可行的方法。     

银基钎料钎焊单层金刚石砂轮的试验

概述了单层高温钎焊超硬磨料砂轮的工艺优势,这种新型超硬磨料砂轮 以其卓越的磨削性能在今后逐步替代传统电镀砂轮应是一种无法抗拒的必然趋势,鉴于它极其广阔的应用前景,国内在推广应用超硬磨料砂轮时也必将大力开发此种单层钎焊砂轮。本文利用高频感应钎焊的方法中,用Ag-Cu合金和Cr粉共同作中间层材料,在一定的钎焊温度和时间下,实现了金钢石和钢基体间的牢固连接,经X射线能谱及X射线衍射分析发现Cr与金钢石之间形成Cr3C2。这是实现合金层与金钢石有较高结合强度的主要因素,最后通过磨削试验证实了金钢石确实有较高的把持强度。     

立方氮化硼砂轮及其在座标磨床上的应用

座标磨床是在座标镗床加工原理和结构的基础上发展起来的一种精密机床。它适用于磨削模具中的各类座标孔。它是加工精密模具的关键设备。随着数控技术的采用,座标磨床也有了很大的发展。可磨削的工件形状几乎没有限制,特别适用了加工形状复杂、精度要求高的各类模具零件。例如,在模具加工中,磨削韧性大的、高硬度钢材。这样对砂轮也提出了新的要求。目前在机械加工中使用的普通砂轮,其主要成份一般是氧化铝和碳化硅。这种材料砂轮经过多年的实践,在磨削加工中使用已经很成熟。但尚存在材料本身所引起的缺点,如砂轮损耗快等等。这种砂轮在座标磨床上使用时,其缺点就显得更为突出,尤其表现在连续轨迹     

单次冲击六方氮化硼向立方型转化的研究

在70～95GPa的高压下,对低密相六方氮化硼进行冲击处理;实验结果发现,普通低密相六方氮化硼在单次冲击下部分转化为纤锌矿型和立方型氮化硼的混合物.根据晶体结构之间的对应性,文中对相变过程进行了探讨,认为六方氮化硼向纤锌矿型的转化其晶体结构无须发生切变;而向立方型氮化硼的转变其晶体的切变是必不可少的,这种相变主要依靠高压下位错运动而产生.     

立方氮化硼薄膜的制备与表征

在对国内外立方氮化硼薄膜的制备工艺及其表征方法进行了综述的基础上，分析了立方氮化硼膜制备中存在的问题，即薄膜的内应力高，结合强度低，沉积温度高，沉积速率低，沉积速率低，以及cBN中SP^3键含量不稳定。并提出了今后的研究方向：①cBN膜成核生长机理问题；②低温下大面积、高速生长的异质外延和定向生长问题；③膜基结合问题；④发展新的成膜技术，寻求无毒无污染的反应材料；⑤开发cBN膜的应用。     

烧结法制备铁基立方氮化硼磁性磨粒及其磨削性能研究

目的 解决现有烧结法制备磁性磨粒工艺中存在的研磨相单一、研磨相材料硬度相对较低,以及对于高硬度难加工材质的研磨效率低、质量差等问题,采用立方氮化硼粉末作为研磨相烧结制备一种新型磁性磨粒。方法 采用烧结法制备铁基立方氮化硼磁性磨粒,探究原料的粒径比、烧结温度对磁性磨粒磨削性能的影响,以TC4钛合金板和Si3N4陶瓷板为试验对象,通过表面粗糙度测量仪和3D超景深显微镜对比加工前后工件的表面质量,采用扫描电镜观察加工后磁性磨粒的表面形貌,以此作为磁性磨粒的研磨性能和使用寿命的评价指标,并采用面扫描能谱分析仪观察磁性磨粒中研磨相的分布情况。结果 采用烧结法,以铁粉为基体,以立方氮化硼粉末为研磨相材料,制备磁性磨粒。最终确定压制力为90 kN,基体与研磨相的粒径比为3∶1,烧结温度为1 180 ℃,在此条件下制备的磁性磨粒具有良好的磨削性能,相较于烧结法制备的Al2O3/Fe、SiC/Fe磁性磨粒具有更强的磨削性能,可实现Si3N4陶瓷板表面的光整加工,在研磨39 min后可将其表面粗糙度由1.382 μm降至0.117 μm。结论 采用烧结法制备的铁基立方氮化硼磁性磨粒能够解决硬脆材料的表面质量问题,可以作为性能优异的磨削介质参与研磨,满足磁粒研磨光整加工技术的需求。     

立方氮化硼薄膜的形核与生长过程试验研究

采用离子束辅助沉积法在硅片上成功制备了一定立方相含量的氮化硼薄膜,采用各种现代分析方法对沉积的薄膜进行了表征分析,包括傅立叶红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）和原子力显微镜（AFM）等分析方法;并利用FTIR结果系统研究了衬底的表面清洁度和辅助能量、辅助束流、辅助气体中氮气含量、温度以及离子原子到达比等参数对膜中立方氮化硼含量的影响.试验结果表明：立方氮化硼薄膜成核与生长的条件窗口比较窄,要获得高质量的立方氮化硼薄膜,各种镀膜参数的相互合理调整与匹配是必要的.     

基于热力学的聚晶立方氮化硼刀具切削镍基合金的磨损机理

文章通过切削实验研究了聚晶立方氮化硼刀具切削镍基合金的磨损机理。运用热力学基本理论推导了物质吉布斯自由能函数法,并应用到刀具前刀面氧化磨损的分析中。计算了刀具表面极易发生的化学反应的吉布斯自由能,并分析得出了发生氧化磨损的主要氧化反应方程式。运用扩散第一定律分析了刀具发生扩散磨损的机理,得出了刀具前、后刀面扩散磨损过程发生机理的差异性。运用SEM扫描电镜对刀具表面进行了化学磨损分析。结果表明,刀具前、后刀面都发生了严重的氧化、扩散以及化学磨损,刀具表面发生了严重的放氮反应。研究内容可为加工镍基合金提高刀具寿命提供参考。     

钎焊单层金刚石砂轮的现存问题及其对策

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砂轮具有明显的工艺优势。分析指出了钎焊工艺的现存问题 ,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Cr2 3 C7实现钎料层与金刚石间的高强度结合 ;通过砂轮地貌优化 ,优化出磨粒排布方式 ,然后按优化的结果排布磨料。研制出了具有磨料出露高度高、有序排布、钎料层厚度一致性、高结合强度、高锋利度的单层钎焊金刚石砂轮。     

Study on Vacuum Brazing of 25Cr3MoA/YG6 Using Cu-based Microcrystalline Brazing Alloy

应用Cu-11Sn-2Ni微晶钎料对25Cr3MoA钢和YG6硬质合金进行了真空钎焊, 观察了接头组织形貌, 建立了钎料层/母材原子互扩散模型, 定量分析了焊接区合金元素的分布特征, 并在专用仪器上测试了接头的剪切 强度. 结果表明: 使用铜基微晶钎料钎焊25Cr3MoA和YG6, 润湿性和铺展性良好, 形成的钎缝饱满致密, 接头 钎着率高; 钎缝组织以铜固溶体为主相, 其间分布着Cu3Sn相、富Ni的Cu9NiSn3相以及少量的 γ-Fe相. 铜原子从钎 缝向母材的扩散深度约为25 um. 应用铜基微晶钎料可实现25Cr3MoA与YG6的真空扩散钎焊连接, 接头剪切强 度较高, 达169 MPa.