聚酰亚胺的改性及其在金刚石磨具中的应用

介绍了高分子聚合物聚酰亚胺(PI)的合成方法,PI的共混改性、填充改性处理方法及两种改性方法对PI树脂性能指标的影响;综述了近年来PI树脂在金刚石磨具领域应用的国内外研究现状;探讨了国内金刚石磨具研究与生产中存在的问题及研究方向。     

陶瓷结合剂与金刚石高温下的界面结合机理研究

本文研究了陶瓷结合剂与金刚石的界面反应、界面结构和结合状况.通过对改性Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃和B2O3-PbO-ZnO-SiO2低熔玻璃镀钛、不镀钛金刚石试样的电镜分析、XRD分析以及两种结合结合剂与镀钛、不镀钛金刚石试样的抗折强度测定,研究了结合剂(Li2O-Al2O3-SiO2微晶玻璃和B2O3-PbO-ZnO-SiO2玻璃)与金刚石(镀钛和不镀钛)的结合机理和结合状况.发现:改性Li2O-Al2O3-SiO2玻璃经过合适的热处理工艺能在金刚石试样中出现以Li2Al2Si3O10为主晶相的微晶体,试条的抗折强度是B2O3-PbO-ZnO-SiO2低熔玻璃金刚石试样的2.5倍以上;镀钛金刚石与微晶玻璃结合剂之间产生化学结合,抗折强度比不镀钛金刚石试条提高20%以上;而对B2O3-PbO-ZnO-SiO2玻璃结合剂而言,金刚石表面镀钛对试条的抗折强度的提高无明显作用.     

填料含量对树脂金刚石磨具使用性能的影响

采用正交实验法,通过测定树脂金刚石磨具试样的力学性能及磨削性能,研究了不同填料对树脂金刚石磨具使用性能的影响。实验结果表明:在金刚石、聚酰亚胺、氧化铬等组分确定的前提下,当碳化硅微粉体积分数30%,合金粉体积分数4%,冰晶石体积分数4%时,树脂金刚石磨具的磨削比较高,达到2.286,锋利性和耐磨性较好,具有良好的使用性能。     

烧结温度对玻璃/金属复合结合剂金刚石磨具磨削性能的影响

在不同温度下,采用热压烧结法制备了含3%(质量分数,下同)Na_2O-B_2O_3-SiO_2-Al_2O_3-Li_2O脆性玻璃结合剂的玻璃/金属复合结合剂金刚石磨具,通过扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、XPS、洛氏硬度计、抗折强度试验机、气动圆度测试仪等研究了烧结温度对复合结合剂微观结构、力学及磨削性能的影响。结果表明:随着烧结温度提高,玻璃相发生球形—椭球形—长条状—片层状的形状变化。烧结温度为850℃时,金属与玻璃间出现10~20 nm FeAl_2O_4过渡层,强化了两者界面结合,复合结合剂抗折强度达到最大值826 MPa,硬度为94 HRB。烧结温度为900℃时,脆性FeAl_2O_4过渡层增厚导致抗折强度下降。烧结温度为850℃时,金属结合剂磨具与添加3%玻璃结合剂的金刚石磨具相比,加工气缸圆度和直线度平均值分别由3.1μm和2.5μm降低至2.7μm和2.1μm。     

纳米陶瓷结合剂超硬磨具的制造工艺

纳米陶瓷结合剂是一种新型的超硬磨具结合剂,它显著降低了磨具烧结温度,大幅度提高了制品强度、韧性和耐磨性,且气孔可控,为陶瓷结合剂的应用开拓了一个崭新的领域.本文阐述了纳米陶瓷的性能及关键方法,特别对纳米陶瓷结合剂超硬工具的成型工艺方法进行了研究.结果表明,在纳米陶瓷结合剂中加入20%～30%的水和适量的表面活性剂,可以提高成型密度、毛坯强度和制品的抗折强度,抗折强度高于100MPa.经过烧结,纳米陶瓷结合剂与金刚石和CBN超硬磨料润湿性良好、结合力大,在烧结过程中与超硬磨料不发生反应、不腐蚀损伤超硬磨料.成功用于磨削PCD复合片的金刚石陶瓷砂轮.     

金刚石改性处理对不同树脂砂轮磨削性能的影响

采用NaOH溶液预处理,硅烷偶联剂改性的方法对金刚石表面进行处理,并研究了该处理过程对三种树脂（聚酰亚胺、耐热酚醛和改性酚醛）基砂轮磨削性能的影响。实验结果表明,该处理过程可以有效改善金刚石与树脂的结合状态,增加树脂基对金刚石磨粒的把持力,从而提高砂轮的磨削比,其中对聚酰亚胺树脂基砂轮磨削性能的提升最为显著,其磨削比提高达109.9%。     

金刚石/氧化铈复合磨料的制备及性能测定

为提高金刚石树脂磨具的使用寿命和工作效率,采用真空法制备金刚石/氧化铈复合磨料。通过亲水性测定仪、单颗粒抗压测定仪、万能材料试验机、立式万能摩擦磨损试验机等设备对材料性能进行测试,并利用X射线衍射仪对其进行表征。实验结果表明:镀覆后,金刚石/氧化铈亲水性大大提高;当氧化铈质量分数为15%时,其亲水性和单颗粒抗压强度最大;当氧化铈质量分数为5%时,所制得的树脂磨具具有最大的抗折强度;当氧化铈质量分数为10%时,所制得的树脂磨具具有最大的磨削比。综合考虑,当氧化铈质量分数为10%时,利用金刚石/氧化铈复合磨料制备的树脂磨具具有较好的综合性能。     

烧结温度对玻璃/金属复合结合剂金刚石磨具微观结构、力学及磨削性能的影响

在不同温度下,采用热压烧结法制备了含3wt% Na2O-B2O3-SiO2-Al2O3-Li2O脆性玻璃结合剂的玻璃/金属复合结合剂金刚石磨具,通过扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪、XPS、洛氏硬度计、抗折强度试验机、气动圆度测试仪等研究了烧结温度对复合结合剂微观结构、力学及磨削性能的影响。结果表明：随着烧结温度提高,玻璃相发生球形-椭球形-长条状-片层状的形状变化。烧结温度为850℃时,金属与玻璃间出现10-20 nm FeAl2O4过渡层强化了两者界面结合,复合结合剂抗折强度达到最大值826 MPa,硬度为HRB94。烧结温度为900℃时,脆性FeAl2O4过渡层增厚导致抗折强度下降。烧结温度为850℃时,金属结合剂磨具与添加3wt%玻璃结合剂的金刚石磨具相比,加工气缸圆度和直线度平均值分别由3.1μm和2.5μm降低至2.7μm和2.1μm。     

MgO-Si3N4-Al(Si)复合材料高温强度和显微结构

研究了金属Al和Si对MgO/Si3N4复合材料高温强度的影响.得出Al和Si的加入可显著提高MgO/Si3N4复合材料的常温耐压强度和高温抗折强度.借助SEM和EDAX等手段研究了加入Al和Si后MgO/Si3N4复合材料的微观结构,揭示了金属Al和Si的增强作用机理体系中的Al转化为纤维状的氮氧化物呈纤维增韧;体系中的Si转化为粒状或絮状的氮化硅,从而起粒子弥散增强作用.     

合金粉对低温陶瓷结合剂及CBN磨具性能的影响

本文研究了添加不同种类、不同含量的合金粉末对陶瓷结合剂的耐火度、强度、热膨胀系数、硬度及磨具的强度、韧性、硬度等的影响。试验结果表明:加入合金粉对结合剂和对磨具的影响不同。①加入低熔点合金粉,陶瓷结合剂的耐火度降低,由700℃降至650℃;②加入合金粉后,磨具的硬度和冲击强度均有较大的提高,磨具硬度测定值最大为112,冲击强度值最大为931.40kg·m／m2;③加入合金粉后,磨具的抗折强度提高,采用纯玻璃料为结合剂时,磨具的抗折强度为45.5 MPa,结合剂中加入合金粉2(8％)时,抗折强度为76 MPa。