钛合金加工方法的多样性

钛合金是以钛(Ti)为主要成分的合金,并含铝、钒、铁和锰等元素以提高其性能。钛合金被认为是轻质、高强、耐热材料的典型代表,使得其广泛应用于工程领域,最具代表性的是航空航天领域。然而,由于强度高、导热系数低和化学活性高等特点,钛合金的机械加工难度较大,中外学者对此展开了一系列研究,提出了多种多样的钛合金切削磨削加工技术。文章简要介绍了金刚石砂带、球形固结磨料磨头、聚晶超硬材料刀具以及不同cBN砂轮(钎焊砂轮、电镀砂轮和陶瓷砂轮)等对钛合金的加工。     

新型碳化硅基体单层CVD金刚石磨盘的制备

金刚石磨盘被广泛应用在脆硬材料加工领域。文章将机械粉碎法加工而成的金刚石磨料混入光刻胶溶液中,通过甩胶机将光刻胶均匀地甩在碳化硅基体表面以使磨料均匀分布在基体表面。再利用热丝化学气相沉积法(Hot filament chemical vapor deposition,HFCVD)在金刚石磨粒与碳化硅磨盘基体之间沉积一层金刚石薄膜并将其连结起来,制造出碳化硅基体单层CVD金刚石磨盘。由于生长的金刚石涂层与磨粒和基体间均可形成牢固的化学键结合,因此磨粒与基体间具有较强的结合力。对磨盘进行了对磨试验以检测磨盘与磨粒的结合强度。在SEM下观察到金刚石磨料和基体通过金刚石涂层连接,磨料晶粒得到了修补和生长,粒度长大约8~9μm,针状和片状的金刚石晶粒经过CVD法生长后晶粒饱满度值提高,变得晶型完整,自形面清晰。拉曼光谱检测结果显示生长后的磨粒金刚石峰尖锐,石墨峰低,表明金刚石纯度高、缺陷少、石墨及非晶碳含量很少。在对磨试验中,CVD金刚石磨盘磨粒脱落现象远少于电镀磨盘,表明CVD金刚石磨盘对磨料有高的把持力。CVD金刚石磨盘的磨粒裸露度高,对磨后粘连的磨屑不易发生堵塞。磨粒的断裂、破碎、磨钝现象都显著少于电镀金刚石磨盘。     

不锈钢工具电镀金刚石工艺研究

采用不同方案对不锈钢基体电镀金刚石,确定了不锈钢工具电镀金刚石的最优工艺配方和工艺参数.所获工作层均匀、细致,工具样片的热震、锉磨和GCr15钢片刮磨试验结果表明,镀层结合力、磨料固结强度、磨粒分布均匀性等均符合超硬材料行业电镀制品检测标准.     

电镀金刚石线锯研究进展

电镀金刚石线锯在单晶硅片和蓝宝石等贵重硬脆材料的切割加工领域广泛应用,其切割效率高、损耗小。文章就电镀金刚石线锯的研究现状及发展趋势做了分析与阐述。电镀金刚石线锯的生产效率过低,应通过调整镀液、制备工艺等途径提高线锯生产效率;目前市场上的金刚石线锯切削性能还不够理想,应通过控制切削参数及磨料分布进行改善;最终实现高性能金刚石线锯快速电镀制备工艺的完善。     

超硬砂轮精密修整中异常点修正方法研究

磨粒加工作为现代“高精、高效”零部件加工手段,相比其它加工方法具有不可替代性。其中以“高精度、复杂型面”为代表的超硬材料电镀砂轮,作为磨粒加工重点发展工具之一,相比传统磨具,具有磨削比高、磨削力小、发热少、环境友好、加工精度一致性好等优势,在现代高精密磨削中地位优势突发明显。而电镀砂轮因其本身采用人类已知的最硬材料金刚石、cBN磨料制成,其型面修整工具耐磨性与电镀砂轮相当,修整难度极大。其中工具砂轮本身的制造精度低、修整过程磨损严重,是造成超硬砂轮型面修整精度低的关键原因。针对电镀砂轮精密整形的技术难题,文章借鉴Pareto多目标优化问题解决思路,构建超硬砂轮复杂型面插补修整粒子矩阵模型,提出了利于工程应用的坐标单向逼近算法。通过坐标单向逼近算法推导出矩阵粒子实际位置与理想位置的坐标偏差矩阵,对修整路径的进行修正,得到最优修整路径。从而使工具砂轮制造精度低、修整过程磨损的难题得到有效补偿。最终通过电镀砂轮修整实验,验证了算法的正确性。     

金刚石砂带的工程应用

随着工业水平和制造业对产品精度要求的提高以及新材料的应用,金刚石砂带得到了广泛应用.文章从砂带磨削的特点,以及曲面的磨削、钢化玻璃磨边、磨削氧化铝陶瓷以及玛瑙、玉石、石英等难加工材料的磨削为例对金刚石磨料砂带的制造特点和磨削性能进行了简述,并对今后的发展进行了展望.     

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,采用它能显著降低磨具烧结温度,大幅度提高制品的强度、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.文章阐述了纳米陶瓷的性能及应用.结果表明:纳米陶瓷结合剂抗折强度高于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.     

金刚石丸片与固结磨料抛光垫研磨硅片的比较研究

采用金刚石丸片和固结磨料抛光垫两种方式研磨加工硅片,以硅片的材料去除率(MRR)和表面粗糙度(Sa)为指标对金刚石丸片和固结磨料抛光垫的研磨性能进行了评价.结果表明:固结磨料抛光垫研磨硅片的材料去除率高于金刚石丸片;研磨后硅片的表面粗糙度也优于金刚石丸片,且表面粗糙度(Sa)在中部和边缘相差不大.最后分析了研磨硅片的产物-磨屑的形状特征,得出固结磨料抛光垫研磨硅片时的塑性去除量远高于金刚石丸片.     

cBN刀具的加工特点

正(1)适合加工高硬度材料由于cBN刀具本身硬度仅次于金刚石,故和金刚石刀具统称为超硬刀具,其cBN刀具主要适合加工高硬度黑色金属材料,被加工工件的硬度一般控制在HRC45以上,如华菱的一款BN-K1牌号的cBN刀具,可加工HRC79的高硬度工件。如硬度低于HRC45,加工效果并不理想。     

豫金刚石形势分析

聚晶金刚石（PCD）材料、聚晶立方氮化硼（PcBN）材料,是金刚石或cBN微粉在高温高压下合成在硬质合金基体上的,它克服了金刚石、cBN单晶各向异性的特点,具有高硬度及高耐磨性,是理想的刀具材料,被广泛应用于汽车、航空、航天、建材等领域的加工。合成的PCD、PcBN片外圆形状不规则,表面不平整。