关于人造金刚石冲击韧性的探讨

本文使用ＣＹＣＪ－９１Ａ型冲击韧性测定仪，对人造金刚石冲击韧性做了初步探讨，提出了相同型号，相临粒度号的金刚石，只要每次参于冲击的颗粒数相同，则其冲击韧性接近的观点。     

金刚石冲击强度检测的误差分析

本文就金刚石冲击韧性TI、热冲击韧性TTI检测工作中发现的一些问题及问题产生的原因进行了讨论，指出影响金刚石冲击(热)韧性检测结果的因素是多方面的。因此，金刚石冲击韧性的检测是一项系统工作，需要做好各个环节的控制。     

冲击试验中金刚石受力情况分析

根据冲击韧性测定仪的运动特性,分析了冲击试验过程中金刚石的受力情况,讨论了冲击试验参数对金刚石受力情况的影响,根据力学计算得出了冲击过程金刚石受力的定量结果。     

电镀液成分对镀覆金刚石品质的影响

研究电镀液成分对镀覆金刚石品质的影响。用冲击韧性测定仪测定镀覆金刚石的冲击韧性值;用金刚石单颗粒抗压强度测定仪测试不同增重率的单颗镀覆金刚石的抗压强度。结果表明:NaCl是影响电镀液导电性的主要因素,NiSO4对电镀液的导电性基本没有影响;NaCl质量浓度为5~30g/L时,镀覆金刚石的冲击韧性值随着NaCl质量浓度的增大而增大,当NaCl质量浓度超过30g/L后,镀覆金刚石冲击韧性值随NaCl质量浓度的增大而减小;NiSO4质量浓度介于100g/L和250g/L之间时,镀覆金刚石的冲击韧性值随着NiSO4质量浓度的增大而提高;增重率对镀覆金刚石的抗压强度起到决定性的作用,NaCl质量浓度和NiSO4质量浓度对镀覆金刚石抗压强度基本没有影响。     

人造金刚石冲击韧性与晶体品质相关性的研究

采用冲击韧性仪和Diashape系统对不同品级的金刚石样品进行冲击韧性和晶体品质测定,探讨金刚石冲击韧性与品质参数之间的相关性.实验表明,人造金刚石的冲击韧性主要受晶体结晶完整度和纯净度的影响.金刚石的冲击韧性尤其是高温冲击韧性随着金刚石椭圆度与圆度的比值接近于1,纯净度数值逐渐减小和透光度逐渐增加而逐渐提高.扫描电镜和透射电镜观察的结果进一步验证了这一结论.     

实际烧结条件下铁元素对金刚石形貌和性能的影响

本文以还原铁粉为结合剂,通过金刚石工具实际制备条件下的烧结试验,分析了在实际生产环境下,铁元素对金刚石的形貌和性能的影响,总结了在铁元素作用下,烧结温度和保温时间对金刚石冲击韧性等机械性能以及形貌的影响规律.结果表明:随着温度的升高和时间的延长,铁元素对金刚石冲击韧性的影响愈加严重,但在一定的温度、时间范围内,铁元素对金刚石冲击韧性的影响并不明显,可以在T=900℃～1100℃t≤15 min范围内选择合适的工艺规范;铁元素的加入,对金刚石的抗静压强度影响不大;在一定的温度和保温时间等条件下,铁元素对金刚石形貌的影响主要表现在表面的刻蚀,从而在金刚石表面形成蜂窝状结构,这种作用优先发生在{100}面族.     

金刚石冲击韧性对比试验

人造金刚石的冲击韧性(TI)及其热冲击韧性(TTI)的测定是检验金刚石性能的重要方法,但目前我国金刚石冲击检测在各企业没有一个统一的标准.本文利用国内外三种具有代表性的仪器,对多种不同型号、粒度的金刚石样品进行冲击韧性和热冲击韧性检测,并对所得不同的数据进行系统分析,得出了三种仪器的差别、金刚石样品冲击韧性和热冲击韧性与其品级、粒度之间的关系,提出了仪器改进的建议.主要结果:RE.TEK.s.a.s仪器与TI-328A型仪器比较,对同种样品,前者测得的数据较低,两者差值在13.2～15.9之间;RE.TEK.s.a.s与CYCJ-91A型仪器比较,前者测得的数据也较高,两者的差值在4.8～8.4之间;不同仪器测得TI和TTI的差值约为2.7,差别不大.     

真空钎焊热损伤控制工艺对磨料冲击韧性的影响

为减轻钎焊单层金刚石工具中的磨料热损伤,从钎焊金刚石的热损伤机理出发,提出4种热损伤控制方案,并进行试验验证。通过SEM观察和磨料冲击韧性测试对各方案的可行性进行分析。结果表明:降低炉内氧含量的工艺对常温冲击韧性TI值提升效果不明显;降低钎料触媒元素比例和使用Ti-Ni复合镀层金刚石,TI值相比原工艺最多可分别增加15%和20%以上;铜基钎料对金刚石热损伤最小,钎焊后磨料冲击韧性可达原料值的91.5%。      

双阴极等离子溅射沉积TiC薄膜对金刚石工具性能的影响*

采用双阴极等离子溅射沉积方法对金刚石颗粒表面进行镀TiC处理。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)进行形貌和物相分析。使用金刚石单颗粒静压强度测定仪和人造金刚石冲击强度测定仪检测金刚石的静压强度和冲击韧性。以相同型号和粒度的普通金刚石颗粒为对比样品,讨论了镀TiC处理对金刚石工具的影响。结果表明,金刚石表面形成了一层均匀且致密的TiC薄膜,该薄膜以柱状方式沿垂直于金刚石表面方向生长。在镀层的保护下,金刚石的单颗粒强度和冲击韧性得到了提高。由于镀层改善了金刚石对胎料的润湿性,金刚石工具的冲击强度和抗弯强度也得到了提高。     

粉末触媒与芯状触媒合成金刚石性能比较

本观察了粉末触媒与片状触媒合成金刚石的角色,晶形与杂质分布,并对其杂质元素含量,静压强度和冲击韧性进行了检测,结果表明粉末触媒合成的金刚石的性能优于片状触媒合成的金刚石。     

人造金刚石抗压强度检测中样本容量的研究

在人造金刚石抗压强度检测过程中，我国现行标准JB/T7988.1-1999规定取样40粒。本文利用国内具有代表性的4种锯用金刚石，分别按照40粒，60粒，80粒进行了多次取样检测。结果表明增大样本容量能够有效地鉴定金刚石的牌号，随着我国检测仪器自动化程度的提高，建议在金刚石抗压强度检测中每次取样80粒进行。     

钛、氮离子注入改善人造金刚石性能的试验研究

金刚石固有的缺陷，如裂纹和磁性包裹体的存在降低了其力学性能和热稳定性，也使金刚石工具的使用性能降低。本文利用离子束注入技术，对金刚石表面同时注入钛、氮离子来改善人造金刚石的性能进行了试验研究。测量了经离子注入处理的金刚石的抗压强度和热稳定性，以及孕镶金刚石复合材料的抗弯强度和磨耗比。试验结果表明：钛、氮离子注入后，填补了金刚石晶体表面的缺陷，从而提高了金刚石的抗压强度和热稳定性，其抗压强度提高了6～34％，热失重率降低了20％。此外，和离子注入前相比，用离子注入后的金刚石烧结的复合材料的抗弯强度和磨耗比也有了较大幅度的提高。     

深冷处理金刚石颗粒的性能表征

对3种颗粒尺寸的人造金刚石进行深冷处理,并对处理前后的金刚石颗粒进行拉曼光谱、荧光光谱分析及静压强度测试。结果表明:粒度标记30/35的金刚石颗粒处理后静压强度平均值提高了23.2%,内部残余应力下降了25.93%。深冷处理使人造金刚石颗粒磁性降低,颗粒中的缺陷得到修复,内部残余应力释放,静压强度提高。      

人造金刚石晶体中气态和固态包裹体的研究

采用光学显微镜对FeNi触媒合成金刚石中包裹体的形态进行了观察,发现金刚石中的气态包裹体主要表现为大小不同的气泡,弥散状分散的小气泡以及云浮状呈现在晶体中;固态包裹体主要为石墨包裹体和金属包裹体;通过对不同包裹体种类和含量的金刚石静压强度、TI、TTI等进行测试分析,发现无包裹体和几乎无包裹体的金刚石的质量最好,金属包裹体对合成金刚石的质量影响不大,气态包裹体次之,石墨包裹体对合成金刚石的质量影响最大。     

MnO2对金刚石单晶的刻蚀研究

在不同温度下，将金刚石在空气中单独刻蚀或与MnO₂混在一起刻蚀，用表面形貌、刻蚀面积和单颗粒抗压强度来表征单晶表面刻蚀程度。结果表明:MnO₂和空气都能刻蚀人造金刚石单晶表面，且随刻蚀温度升高刻蚀加剧。在相同刻蚀温度下，用MnO₂刻蚀时，单晶的{111}面比{100}面刻蚀严重；而在空气中，其{100}面比{111}面刻蚀严重。金刚石单晶刻蚀后其{100}面易形成四边形坑，{111}面易形成金字塔形刻蚀坑。且MnO₂刻蚀剂能够对金刚石表面刻蚀起促进作用，使刻蚀面积增大和最大刻蚀速率对应的温度降低，导致金刚石单颗粒抗压强度大幅下降。      

Ni—P合金镀层对人造金刚石性能的影响

研究了Ni-P合金镀层对金刚石性能的影响.金刚石经化学镀+电镀,表面形成Ni-P非晶态合金镀层.该镀层可提高金刚石的抗压强度和热稳定性.     

Ni70Mn25Co5合金固体渗硼研究

采用正交设计方法研究了合成金刚石用Ｎｉ７０Ｍｎ２５Ｃｏ５合金固体渗硼及其对人工合成金刚石强度的影响。采用方差分析方法优选出该合金最佳渗硼工艺。     

人造金刚石磨料精密分级分选技术研究

金刚石磨粒的强度和破碎性能主要取决于其晶形及其规则程度和完整性、内部缺陷及杂质含量和分布形式等.要使磨粒在粒径、性能等方面尽可能一致,必须进行分级分选处理.本文论述人造金刚石磨料的基本性质和与其相关的基本性能特性;在采用振动选形技术的基础上,对应用磁分离技术、引入重液分离技术、探索浮选技术和应用选择性破碎原理及强化筛分分级几方面进行了探讨.提出了人造金刚石磨料精密分级分选的基本方法和一般原则.实践表明,这些方法是有效的和可行的.     

人造金刚石热稳定性的研究

本文采用差热分析,失重分析,热腐蚀实验,抗压强度实验等方法研究了人造金刚石的热稳定性。并探讨了氮对金刚石热稳定性的影响。