金属结合剂金刚石磨具自砺性的研究

本文对蓝宝石磨削和减薄用的金属结合剂金刚石砂轮进行了提高自砺性的实验研究.在金属结合剂经典配方中,用递增法引入易熔玻璃为增砺料.该材料以ZnO-PbO-B2O3系为基础,制粉后按重量百分比与金属结合剂混合使用.对所制成的金属磨具进行测试分析,发现自砺性的变化是与增砺料含量的变化成线性关系,即增加易熔玻璃的比例,自砺性增强.改善自砺性后的金属磨具,在蓝宝石、99陶瓷、K9玻璃、CaF2等材料的加工中,均取得了较为明显的经济效益.     

金属结合剂金刚石工具研究进展

金刚石工具广泛用于天然石材、陶瓷、玻璃、混凝土、硬质合金等的磨削和切割,金属结合剂金刚石工具因具有良好的机械和热学性能而成为金刚石工具的主力军。随着新型陶瓷混凝土等加工对象的不断出现和变化,要求金刚石工具要持续改进,以提高其切削效率、减少自身磨损、同时降低其制造和使用成本。本文综述了人造金刚石颗粒的性能、不同类型金属结合剂的成分组成和基本性能、金刚石与金属结合剂的界面结合状态以及提高其结合强度的措施,并对金属结合剂金刚石工具的发展作了进一步展望。      

金刚石制品的金属胎体的研究现状

对金刚石制品的金属胎体的研究归纳为金刚石与金属胎体的结合机理、金属胎体体系、金属胎体材料制备方法以及金属胎体的性能表征及评价体系四方面的研究。对各方面的研究现状进行了较详细的分析,指出了存在的问题。提出了解决这些问题的对策,尤其提出了独特的且有效的金属胎体性能表征方式和评价体系,可为金属胎体的深入研究的提供有力的参考。     

金刚石工具专用预合金金属结合剂的研制

本文介绍了一种由作者主持开发的、具有广谱适应性的新型预合金产品“CSB”（Cut-StoneBond：卡斯通预合金结合剂）。作者通过大量的试验数据阐述了添加不同粒度、不同浓度、不同品级金刚石。以及添加各种金属（钴、镍、铜等）对CSB切割性能的影响。试验表明，CSB不仅对金刚石有良好的把持能力，同时通过添加适当适量的金属，还可以得到不同的以CSB为基的适应于不同使用要求的改性“CSB”。并简要介绍了CSB作为基础预合金的使用方法。     

金刚石工具金属结合剂的磨损特性

文中通过试验和引用若干试验、锯切数据,着重对结合剂的耐磨性和硬度、结合剂的磨损特性和工具的磨损特性、与工具性能相关的主要物理性能进行了讨论。试验结果表明,在Fe基锯片中,P的加入对结合剂硬度没有明显影响却显著降低结合剂的耐磨性,对锯片寿命的影响为先增后降,在P含量为2％wt时寿命达到最大,比未加时提高58％,显著降低结合剂和锯齿的三点抗弯强度,提高锯片的切割速度。认为,结合剂硬度与耐磨性没有必然的联系;结合剂的适度磨损性能不意味着工具寿命的降低;不要过高的要求结合剂的抗弯强度,抗弯强度的底限是保证锯片工作时的绝对安全。     

烧结方式对陶瓷结合剂金刚石磨具性能影响的研究

本文采用低熔点的陶瓷结合剂制备金刚石磨具,研究不同烧结方式及烧成温度对磨具的弯曲强度、硬度及磨削性能等的影响,同时研究不同温度下不被包裹金刚石及被玻璃粉包裹金刚石的热失重率.通过研究发现:725℃时,不被包裹金刚石的热失重率为5.47%,玻璃粉包裹后金刚石的热失重率仅为1.27%;制备的陶瓷结合剂金刚石磨具在725℃下烧成时,埋砂烧成磨具试样的弯曲强度和洛氏硬度值比不埋砂烧成时分别提高了2.7%和1.5%;埋砂烧成比不埋砂烧成磨具的使用寿命延长10.4%～15.9%,但磨具加工一片刀具用时延长约20%,磨削过程需要砂轮修整.     

加工氧化锆陶瓷的金刚石涂层刀具的制备及切削试验研究

使用热丝化学气相沉积法(HFCVD)在硬质合金片以及球头铣刀表面沉积了微米金刚石薄膜(MCD),纳米金刚石薄膜(NCD)以及微米纳米复合金刚石薄膜(MNCD),通过扫描电子显微镜和拉曼光谱对其进行表征,结果呈现出典型的金刚石薄膜的性质,沉积质量高。金刚石薄膜与氧化锆陶瓷的摩擦磨损实验表明:金刚石薄膜能有效地降低对磨时的摩擦系数以及磨损率。使用三种金刚石薄膜涂层铣刀对氧化锆陶瓷进行铣削加工试验,结果显示:金刚石涂层刀具磨损率大幅度降低,刀具寿命显著增强。     

CVD金刚石薄膜涂层整体式刀具的制备与应用

化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)金刚石薄膜具有硬度高、摩擦系数低、耐磨性强以及表面化学性能稳定等优异的机械及摩擦学性能,这使其在硬质合金工模具领域具有广阔的应用前景.本文采用热丝化学气相沉积法(hot filament chemical vapor deposition,HFC...     

金属结合剂金刚石磨具的研究进展

本文介绍了各种金属结合剂的性能、主要配方体系和应用范围,概述了金属结合剂金刚石磨具的制备方法：烧结法、电镀法、单层钎焊法。重点综述了国内外改善烧结金属结合剂金刚石磨具中结合剂对金刚石把持力所采取的主要措施和最新研究进展,并对金属结合剂金刚石磨具的发展作了进一步展望。     

磨PCD刀具陶瓷结合剂金刚石砂轮的研究

本文研究制备Na2O-B203-Si02-Al203多元系基玻璃料,并配制成低温陶瓷结合剂,研究发现:耐火度为685℃,流动性为110%～130%,线膨胀系数为5.35×10-6℃-1的低温陶瓷结合剂具有优异的性能.制备的陶瓷结合剂金刚石砂轮在725℃烧成后,磨具的抗弯强度和洛氏硬度达到最佳值,分别58.61 MPa和77.9.用其磨削PCD刀片时锋利性好,磨削中间不需修整,砂轮耐用度高.运用扫描电子显微镜(SEM)分析了陶瓷结合剂金刚石磨具的断面形貌、磨削后磨削面形貌,表明结合剂对磨粒黏结牢固,断面组织均匀.     

结合剂强度和不同镀层对金刚石工具出刃高度的影响

采用L9(34)正交试验研究未镀金刚石、表面镀Ti和镀Ni金刚石在不同强度结合剂下对金刚石工具出刃高度的影响,并使用SEM 3D重构法测量金刚石的出刃高度,对比分析不同状态下的金刚石出刃高度变化.结果表明:使用SEM 3D重构法能够方便、快速和准确地测量金刚石的出刃高度,高度值为221.26～321.68μm;金刚石表...     

空心球造孔制备的多孔金属结合剂金刚石砂轮的磨削性能研究

本实验采用青铜结合剂为胎体,通过添加氧化铝空心球并采用热压烧结法,制备出多孔金属结合剂金刚石砂轮,并采用所制备的砂轮对工程陶瓷和铸铁材料进行磨削加工试验.实验结果表明:随着孔隙率的增加,含空心球的多孔金属结合剂金刚石砂轮的磨削阻力减小,砂轮的锋利性、磨削比和被加工工件的表面质量均得到提高;当孔隙率超过30%时,随着孔隙...     

新型多孔金属结合剂胎体的研制

本文采用正交设计和方差分析的方法,对新型铝青铜结合剂配方和烧结温度进行优化.试验比较新、旧造孔剂在新型铝青铜结合剂和传统的锡青铜结合剂中的造孔效果以及对胎体力学性能的影响.结果表明:随着烧结温度、铝含量以及Fe含量的提高,铝青铜胎体的抗弯强度、硬度和耐磨性均提高.当铝青铜胎体中的Al含量为8％、Fe含量为3％,TiH2...     

Electrochemical discharge dressing of metal bond micro-grinding tools

Micromachining using miniature metal bond grinding tools is widely used in microelectromechanical systems. However, dressing of these micro-tools is time-consuming and likely to damage the abrasives. In this paper, a novel dressing technique called electrochemical discharge dressing (ECDD) is presented. A dull micro-end grinding bit and an auxiliary electrode are connected to the cathode and anode of a power supply, respectively. The auxiliary electrode is immersed in an electrolyte, and the grinding face of the tool is in contact with the electrolyte surface. During dressing, metal bond on the tool-electrolyte interface is progressively removed subjected to electrochemical discharge effect, thus creating grain protrusion. Experiments were conducted to evaluate the dressing performance of ECDD in terms of surface morphology of the tool, grinding force and surface roughness of the workpiece. Experimental results show that abrasive grains on the tool protrude without observable damage. The normal grinding force and the surface roughness of the workpiece are reduced by half after dressing.     

热等静压技术对金刚石工具制品性能的影响

采用热等静压和传统热压两种烧结方式对Co粉进行烧结,研究两种烧结工艺所得制品在密度、硬度、抗冲击强度、抗弯强度等力学性能以及锯切性能上的差异。结果表明:相比传统热压烧结而言,采用热等静压烧结制备的金属胎体,在相对密度、抗冲击强度、抗弯强度、锯切性能方面都有明显提升;采用热等静压工艺烧结的制品,其硬度较传统热压烧结的制品的略低。利用热等静压烧结制备的金刚石绳锯产品,在锯切试验中表现出良好的性能。      

砂轮修整工具用金刚石的性能研究

对用作修整工具的金刚石而言,天然大单晶价格高昂,修整接触面不稳定,使用过程中需要翻修。近年来,修整工具的制造商们在不断开发它们的替代产品。本文对S i-Ti-B系粘结相,WC-Co粘结相聚晶金刚石,及CVD金刚石对其微观结构进行SEM分析;并分别对样品加热500℃、800℃,测其磨耗比,进行耐磨性和耐热性分析;并制作成修整工具修整P400×50×100WA46NV535M/s砂轮,做使用性能对比实验。研究结果表明:(1)CVD金刚石的耐磨性能和耐热性最好;(2)中等粒度PCD的耐磨性、耐热性和抗冲击性等综合性能更好,更适合制作砂轮修整工具;(3)可选用不同截面尺寸和数量的条状金刚石,来增加修整工具的适应性。     

High performance grinding of zirconium oxide (ZrO2) using hybrid bond diamond tools

Hybrid bond (metal–ceramic) diamond tools are proposed for grinding zirconium oxide used in medical implants. Compared to conventional grinding tools, material removal rates and tool life time are drastically increased without deterioration in mechanical properties of the workpiece. This is achieved within a selected process window in combination with an elaborate oil cooling system, where material removal is mainly occurring within the ductile cutting mode. Self-sharpening effect of the tool can be observed and the dressability of the tool further improves the grinding performance.     

镀覆金刚石对陶瓷结合剂磨具力学性能的影响

在同种金刚石表面分别镀覆不同金属层,并将之作为磨粒应用于陶瓷磨具中,通过观察金刚石烧结前后形貌、测试试样的抗弯强度和耐磨性以及对断口SEM形貌观察,分析了各包覆层对磨具的影响。结果显示,对于镀钛、镀铜、镀镍金刚石,与陶瓷结合剂按一定比例混合冷压烧结,并没有显著提升磨具的性能。     

金刚石涂层刀具加工石墨的切削性能

为充分对比不同类型金刚石涂层刀具的切削性能,定制几种不同类型金刚石涂层刀具进行等静压石墨切削加工,并与WC硬质合金刀具和TiAlN涂层刀具的切削情况对比,分析不同类型金刚石涂层刀具的涂层形貌、切削寿命、加工后的表面质量以及切削力。结果表明:制备的金刚石涂层刀具的涂层形貌主要为纳米晶和微晶,其寿命是硬质合金和TiAlN涂层刀具的10倍以上,且几种不同类型的金刚石涂层刀具寿命差异较小;金刚石涂层表面的晶粒细化可以降低加工表面的粗糙度和切削力,涂层脱落是金刚石刀具的主要磨损形式。      

基于切削技术的金刚石刀具磨损特征分析

金刚石刀具的磨损情况决定其使用寿命。用金刚石PCD刀具切削6061-T6镁铝合金工件,通过不同切削速度、切削深度、振动频率、刀具后角时的切削力及切削温度变化,研究不同刀具前后角、进给量、切削转速时的工件表面粗糙度及刀具磨损面积。结果表明:金刚石刀具的切削力和切削温度随切削速度、切削深度的增加而增大,随振动频率的增加而减小;刀具后角增大,金刚石刀具的切削力呈先下降而后缓缓上升趋势,但对切削温度的影响很小。当刀具前角为10°,刀具后角为8°,切削速度为0.46?m/s,切削深度为28?μm,进给量为0.10?mm/r,切削转速为4100?r/min,振动频率为22?kHz,切削振幅为9?μm时,金刚石刀具的磨损面积最小,磨损程度最低,使用寿命最长,但工件的表面粗糙度稍高。