Ni-Cr合金钎料激光钎焊金刚石磨粒界面显微结构及形成机理

本文采用Ni-Cr合金钎料,在Ar气保护条件下,对金刚石磨粒进行了激光钎焊试验研究。采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)及X射线衍射仪(XRD)分析金刚石磨粒与Ni-Cr钎料结合界面的组织结构与物相组成,并研究了钎料与金刚石界面处碳化物的形成机理。测试结果表明,激光钎焊过程中在金刚石表面附近形成的富Cr层与金刚石表面的C元素反应生成碳化物Cr3C2,通过反应热力学与动力学分析显示界面反应产物可以依靠置换反应形成,使金刚石磨粒与钎料实现了牢固结合。     

Ni-Cr合金真空钎焊金刚石界面反应的热力学与动力学分析

采用Ni-Cr合金钎料，适当控制钎焊工艺，实现了金刚石与钢基体的高强度连接。采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)及X射线衍射结构分析了真空加热条件下，Ni-Cr合金钎料与金刚石之间的界面反应，探讨了钎料与金刚石界面处碳化物的形成机理。结果表明，Ni-Cr合金钎料中的Cr和少量Si在金刚石表面富集并与金刚石中的C发生反应生成Cr7C3、Cr3C2碳化物，其中Cr7C3呈笋状生长，Cr3C2呈片状，可能有少量SiC生成。金刚石与钎料的界面形成了金刚石＼SiC、Cr3C2＼Cr7C3钎料的梯度材料，实现了Ni-Cr合金与金刚石的冶金结合。     

激光钎焊金刚石磨粒界面微结构分析

采用Ni基合金钎料,在Ar气保护条件下,对金刚石磨粒进行了激光钎焊试验研究.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理化分析,探讨了钎料与金刚石界面处碳化物的形成机理.结果表明,激光钎焊过程中在金刚石表面附近形成的富Cr层与金刚石表面的C元素反应生成碳化物,在钢基体结合界面上Ni-Cr合金钎料和钢基体中的元素相互扩散形成化学冶金结合.     

磨粒预钎焊烧结金刚石雕刻磨头的性能研究

针对烧结金刚石雕刻磨头在加工过程中胎体容易产生裂纹甚至断裂等问题,采用预钎焊金刚石磨粒制作了金刚石雕刻磨头。利用有限元仿真方法分析不同金刚石磨粒界面结构对节块的力学性能的影响;通过三点抗弯实验测试节块的强度;并通过加工性能实验测试3种雕刻磨头的性能。结果表明:仿真实验中胎体上的应力能较多地转移到预钎焊磨粒上,从而降低了胎体自身的应力,提高了胎体的力学性能;预钎焊磨粒节块的抗弯强度也高于常规金刚石节块,在金刚石体积浓度为100%时,强度提高32.3%;预钎焊金刚石雕刻磨头的加工性能优于常规金刚石雕刻磨头。     

Ni-Cr合金钎焊镀W金刚石的微观结构分析

在1 030 ℃、保温20 min的真空条件下,空烧镀W金刚石及用Ni-Cr合金粉末钎焊镀W金刚石。用X射线衍射仪分析镀W金刚石空烧前后镀层物相的变化,用扫描电镜和能谱仪综合分析金刚石界面微观结构、新生物相和形貌以及元素分布特征。结果表明:镀W金刚石的镀层物相由空烧前的W₂C和单质W转变为空烧后的大量WC和少量W₂C,且镀层未脱落。镀W金刚石钎焊后,其镀层和钎料中有少量的NiW相生成,在镀W金刚石/Ni-Cr合金界面处有柱状Cr₇C₃生成,在钢基体/Ni-Cr合金界面处有铬基金属间化合物生成。      

细颗粒金刚石钎焊表面形貌与界面微结构

在加热温度900℃和保温时间8 min工艺下,采用钎焊工艺方法,实现细颗粒金刚石磨料与45#钢的牢固连接.运用扫描电镜、能谱仪检测了金刚石与钎料界面的微观形貌以及物相组成.试验表明:细颗粒金刚石在钎料表面实现均匀密集等高分布;在结合界面处形成了化合物,实现了金刚石磨粒与Ag - Cu - Ti合金之间的化学结合;钎料使...     

CuMn基含Ti预合金钎焊金刚石的结合界面分析

设计并用气雾化法试制以CuMn为基的含Ti预合金粉末,以此为粘结胎体在粗真空钎焊条件下制备金刚石复合材料,考察预合金与金刚石之间的界面结合状况.钎焊制备的主要依据是经差热分析测定的预合金熔点(约为1 151 K)和试验定性观测的流动性及铺展性.结果表明,在试验条件下伴随界面两侧成分的迁移变化,预合金胎体中的Ti原子与金刚石表层的C原子发生化学反应并生成TiC,且呈非连续岛状分布于金刚石表面,这有助于提高金刚石的把持力.     

Ni-Cr合金真空钎焊金刚石的热损伤分析

钎焊金刚石工具具有高的出露和连接强度,但金刚石磨料在钎焊过程中所受的热损伤对其寿命影响较大,因此文中对钎焊金刚石的热损伤作了分析.采用Ni-Cr合金对金刚石进行钎焊试验,利用SEM,EDS对金刚石的表面形貌进行观察分析,采用拉曼光谱仪对金刚石表面进行石墨化分析及热应力分析.结果表明,经Ni-Cr合金钎焊后金刚石表面有较多的碳化物(Cr3C2,Cr7C3)生成,同时发现金刚石表面有少量石墨化和化学侵蚀,其顶部的拉应力大约为110MPa,底部的压应力大约为520MPa.     

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     

石墨自润滑钎焊cBN 砂轮节块界面微观结构

通过添加石墨制作了自润滑钎焊 cBN 砂轮节块.采用三点抗弯试验测试节块的抗弯强度,并运用扫描电镜、能谱仪对节块断面形貌和结合界面的元素扩散进行了分析.结果表明:添加质量分数5%石墨的钎焊 cBN 砂轮节块抗弯强度达到116 MPa;cBN与Cu-Sn-Ti钎料在界面化学结合,提高了钎料对磨粒的把持力,实现了对 cBN...     

PCBN磨粒／石墨／CuSnTi合金复合块界面微观结构

在加热温度920℃和保温时间30min工艺下,进行铜锡钛（Cu-Sn-Ti）合金与石墨颗粒、聚晶立方氮化硼（PCBN）磨粒的烧结试验．通过三点抗弯试验测试了烧结试样的强度,并使用扫描电镜、能谱仪、x射线衍射仪检测了复合块的断口形貌与物相组成．结果表明,石墨质量分数为5％～15％时烧结试样的抗弯强度达91MPa以上,高于...     

颗粒增强复合钎料钎焊TiAl合金接头界面结构及性能

采用纳米Si3N4颗粒增强的AgCuTi复合钎料(AgCuTiC)实现了TiAl合金的钎焊连接.利用SEM,EDS及XRD等分析方法确定了TiAl/AgCuTiC/TiAl接头的典型界面结构为TiAl/AlCu2Ti/Ag(s,s)+TiN+ Al4Cu9+Ti5Si3.结果表明,钎焊过程中从TiAl母材溶入液相钎料的活性钛与复合钎料中纳米Si3N4颗粒发生反应,在钎缝中形成了细小的颗粒状TiN,Ti5Si3及Al4Cu9化合物增强的银基复合材料组织.银基复合材料的形成不仅提高了钎缝自身的强度,而且通过降低钎缝的线膨胀系数缓解了接头残余应力,并最终改善了钎焊接头的性能.当采用增强相含量为3％的AgCuTiC钎料在880℃保温5min条件下钎焊时,接头室温平均抗剪强度最高为278 MPa,比采用AgCuTi钎料提高40％.     

工艺参数对Ni-Cr合金与陶瓷界面组织性能的影响

通过改变烤瓷温度及烤瓷时间,研究了金-瓷界面的力学性能和微观组织的变化规律.结果表明,金-瓷界面反应非常复杂,金-瓷界面处的物相主要有SnO2,SnCr0.14Ox,AlNi3及KAlSi2O6的复合氧化物等.烤瓷工艺参数变化直接影响金-瓷界面反应产物种类、数量及分布,最终决定了金-瓷界面结合强度.在一定范围内,随烤瓷温度的提高和烤瓷时间的延长,反应层变宽,金-瓷界面由突变型界面转变为化合物型,对提高金-瓷界面结合强度将起到非常重要的作用.当采用烤瓷温度T=960℃,烤瓷时间t=2.5 min时,金-瓷界面抗剪强度可达到42.7 MPa.     

Ni-Cr合金真空钎焊金刚石的表面石墨化

以Ni-Cr合金为钎料采用真空钎焊的方法制备了金刚石钎焊试样.运用扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)及显微激光拉曼光谱仪对钎焊金刚石表面石墨化的形貌、石墨化程度进行了综合分析.结果表明,在Ni-Cr合金钎料真空钎焊金刚石的过程中,金刚石的表面生成了石墨,其厚度约为10μm;而钎焊过程中,金刚石表面C原子结构的破坏、解体以及降温过程中C原子的析出和再结晶是导致金刚石石墨化的原因;钎焊时在金刚石表面先生成石墨后生成碳化物.     

磨粒真空预钎焊金刚石磨轮的研制及其加工性能分析

分别采用Cu-Sn-Ti合金、A合金稀释的Ni-Cr合金对金刚石真空预钎焊处理,将预钎焊磨粒与金属粉末混匀后热压烧结制作节块和磨轮,并进行磨轮对比磨削实验。由抗压强度、冲击韧性实验测试磨粒力学性能,由抗弯强度实验测试节块抗弯强度。由扫描电镜分析磨粒与胎体界面结合效果。结果表明:Cu基预钎焊磨粒预钎焊层分布均匀,力学性能比A-Ni基预钎焊磨粒提高;预钎焊节块抗弯强度高于常规节块;Cu基预钎焊磨粒与胎体结合致密,界面处Ti元素偏聚富集,Fe、Cu元素相互扩散,实现了牢固化学冶金结合;预钎焊磨轮加工性能明显优于常规磨轮,Cu基预钎焊磨轮锋利度比Ni基预钎焊磨轮提高约15%,实现了多层钎焊效果。     

Ni-34Ti钎料钎焊TiAl合金接头界面结构及性能

采用Ni-34Ti共晶钎料实现了TiAl合金的钎焊连接,分析了TiAl合金钎焊接头的界面结构,重点研究了钎焊温度对接头组织及性能的影响规律.结果表明,Ni-34Ti共晶钎料主要由TiNi相和TiNi3相组成,钎料熔点为1 120 ℃.不同钎焊温度下获得的接头界面组织均呈现对称特征,无气孔和裂纹等缺陷,接头中主要形成了TiNiAl2,B2,TiNiAl和TiNi2Al四种物相.Al元素在钎缝中的快速扩散,促进了钎缝中Ti-Ni-Al三元化合物的形成.钎焊温度为1 180 ℃保温10 min条件下,TiAl合金接头获得了最大的室温抗剪强度87 MPa.剪切过程中,裂纹容易在富含TiNi2Al相的区域产生和扩展,大量脆性TiNi2Al相的存在对接头的性能是有害的.     

铜基预钎焊金刚石锯片的界面分析及其性能研究

采用Cu-Sn-Ti钎料利用氩气保护高频感应钎焊对金刚石磨粒进行预钎焊处理。采用热压烧结工艺制作常规金刚石锯片、镀钛金刚石锯片和磨粒预钎焊金刚石锯片,并进行对比切割实验。通过三点抗弯实验测试上述三种节块的强度,并使用扫描电镜分析预钎焊金刚石磨粒界面和锯片节块断口的微观组织结构。结果表明:预钎焊金刚石磨料界面处存在元素的扩散现象并形成化学结合,且Cu-Sn-Ti钎料对金刚石磨粒的热损伤小;预钎焊金刚石节块的抗弯强度高于镀钛金刚石节块和常规金刚石节块;钎焊金刚石锯片刀头中金刚石与胎体之间同样存在元素的扩散现象,胎体与金刚石磨粒形成化学冶金结合;相同加工条件下,预钎焊金刚石锯片的切削效率相比于镀钛金刚石锯片和常规金刚石锯片分别提高7%和18%。