石材锯切加工工艺研究

金刚石锯片锯切石材中,锯切工艺参数对锯切效率和锯片的使用寿命有着重要影响。本文对国内外有关锯切工艺参数对石材锯切过程中锯切力、金刚石锯片的磨损性能、使用寿命以太切割效率的影响方面的研究进展综述,为进一步进行锯切加工理论系统研究,以夤居切工艺参数的选用原则提供参考。     

金刚石框架锯锯切花岗岩的锯切力实验研究

本实验对金刚石框架锯锯切花岗岩过程当中的刀具轨迹进行了分析,通过单因素法和正交试验法对锯切力进行了跟踪监测,研究了锯切力随飞轮转速、进给速度和锯切长度的变化趋势。实验结果表明:金刚石锯条按弧线运动轨迹进行锯切,且在一个锯切往复周期内刀具只有一半时间参与锯切,锯切力Fh和Fc随着飞轮转速的增大而减小,随着进给速度和锯切长度的增大而增加。通过回归分析建立了锯切力数学模型,得出进给速度对Fh和Fc影响最明显,锯切长度次之,飞轮转速影响最小,并可以通过该模型在实际生产中预测锯切力的大小。     

电镀金刚石线锯使用性能的试验研究

为评价电镀金刚石线锯的使用性能,搭建恒力进给式金刚石线锯性能评价试验机,对编号为Ⅰ、Ⅱ的2种基体直径相同的电镀金刚石线锯进行单晶硅切片试验,记录切片时间,计算锯切效率,利用粗糙度仪、光学显微镜、扫描电子显微镜分别测量硅片表面粗糙度、锯缝宽度及锯丝表面磨粒脱落率。试验结果表明:金刚石线锯性能评价试验机能够定量评价电镀金刚石线锯的使用性能;Ⅰ号线锯的锯切效率比Ⅱ号线锯的高13.6%;用Ⅱ号线锯切片得到的硅片走丝方向、进给方向的表面粗糙度分别比用Ⅰ号线锯的小17.5%、10.8%;Ⅰ号线锯的锯缝宽度比Ⅱ号线锯的小3.8%;Ⅱ号线锯的使用寿命比Ⅰ号线锯的长;Ⅰ号线锯的磨粒脱落率是Ⅱ号线锯的2.1倍。      

活性钎料真空单层钎焊金刚石

应用真空钎焊技术，分别采用含有强碳化物形成元素Cr，Ti的BNi2，CuSnNiTi活性钎料进行金刚石的单层钎焊，通过微分扫描式热分析(DSC)及界面能谱分析(EDS)表明，在一定的钎焊温度、时间及真空度下，金刚石与钎料及基体之间均可形成化学冶金结合，但结合的状况及锯切性能随钎料的不同而改变。磨削试验表明CuSnNiTi钎料制成的磨轮具有较高的锋利度和工作寿命。     

碳化硅环形金刚石线锯加工的裂纹研究

碳化硅晶体硬度高,属于难加工材料,环形金刚石线锯加工具有切缝窄、加工效率高、加工质量好、能加工硬度高尺寸大的脆性材料的优势。根据锯丝磨粒的分布特点,给出了单颗磨粒锯切力与总锯切力的关系式。建立了锯切表面裂纹深度与锯切力之间、表面粗糙度与锯切力之间的理论关系,此关系可用于碳化硅线锯加工裂纹的预测。最后,给出了减少加工裂纹的措施。     

向NI-Cr合金中添加Ni/C制备自润滑金刚石工具（英文）

利用添加3%、5%的Ni-Cr合金在保护气氛炉中制备金刚石试样,钎焊温度为1 050℃,保温5 min。采用扫描电镜分析钎焊金刚石形貌和钎缝的微观组织,维氏硬度计测量接头的硬度。结果表明:添加Ni/C的Ni-Cr合金对金刚石具有较好的润湿性,可以实现高强度连接,碳化物在金刚石表面形核和结晶长大,与金刚石表面的原子分布具有一定位向关系。钎缝中形成的空心Cr7C3和簇状共晶石墨与添加的Ni/C有关,钎焊层中有少量Ni/C剩余,硬度从830HV0.2降低到700HV0.2,这有利于降低钎焊热应力和金刚石后期的出露高度。     

向NI-Cr合金中添加Ni/C制备自润滑金刚石工具

利用添加3%、5%的Ni Cr合金在保护气氛炉中制备金刚石试样,钎焊温度为1 050 ℃,保温5 min。采用扫描电镜分析钎焊金刚石形貌和钎缝的微观组织,维氏硬度计测量接头的硬度。结果表明：添加Ni/C的Ni Cr合金对金刚石具有较好的润湿性,可以实现高强度连接,碳化物在金刚石表面形核和结晶长大,与金刚石表面的原子分布具有一定位向关系。钎缝中形成的空心Cr7C3和簇状共晶石墨与添加的Ni/C有关,钎焊层中有少量Ni/C剩余,硬度从830HV0.2降低到700HV0.2,这有利于降低钎焊热应力和金刚石后期的出露高度。     

CN2645887金刚石串块带锯

本实用新型金刚石串块带锯，所采用的由两端或一端焊接有金刚石热压节块的串块串接在一条薄型钢带上的锯带结构，能使金刚石节块牢固地长时间地固接在锯带上工作，不易脱焊或折断。本实用新型使金刚石带锯锯割花岗石大平面进入实用阶段，与金刚石串珠锯相比，具有足够的使用寿命和可靠性，锯缝小，动力省，石材利用率高，并能有效降低环境污染，具有较好的经济和社会效益。     

PDC刀具高频感应钎焊温度计算与试验

基于磁-热双向耦合理论，采用COMSOL Multi-physics建立三维非线性聚晶金刚石复合片(PDC)刀具高频感应钎焊温度场模型，计算高频感应钎焊时PDC钎焊处的温度场分布情况，设计所建模型的高频感应钎焊试验进行验证，分析钎焊处的温度变化规律。计算结果表明:在钎焊处温度达700 ℃之前，其升温变化规律近似线性，加热升温12 s左右即可达到钎焊有效温度；在钎焊有效温度区间内，试验中测得的钎焊处实际温度值与计算值的误差小于5%，可以此模型为基础确定钎焊参数。      

金刚石工具真空钎焊钎料的适应性

应用真空钎焊技术，分别采用含有强碳化物形成元素Cr、Ti的BNi2、BNi7及自制的CuSnNiTi钎料试制了单层金剐石圆锯片，在一定的钎焊温度、时间及真空度下，金刚石与钎料及基体之间均可形成化学冶金结合，但结合的状况及锯切性能随钎料的不同而改变。试验证实自制的CuSnNiTi钎料钎焊温度低，焊接时金刚石的热损伤小，钎料与金剐石有很好的润湿性。不仅基体对金刚石有较高的把持力而且钎料与所切割的石材有很好的适应性。     

金刚石绳锯的锯切轨迹及锯切机理研究

本文从理论上分析了金刚石绳锯的锯切轨迹及锯切机理 ,并对大理石和花岗石进行了锯切试验 ,以验证理论分析的结果。理论分析和锯切试验均表明 :(1)金刚石绳锯的锯切轨迹近似为圆的渐开线 ,锯切过程中单位长度绳锯对石材的压力、绳锯张紧力决定了该渐开线的形状 ;(2 )金刚石绳锯锯切线速度高 ,锯切过程中单颗粒金刚石施加在石材上的压力很小 ,不足以使石材产生体积破碎 ,切屑细小。其主要碎岩方式是赫兹破碎 (Hert zianfracture) ,通过高速磨削实现锯切。根据金刚石绳锯的碎岩机理 ,锯切时应适当控制绳锯拉力和绳锯线速度 ,选用耐磨蚀性好的金刚石和胎体 ,保证良好冷却 ,以提高锯切速度 ,延长绳锯寿命。     

激光钎焊多层金刚石磨粒与镍铬合金的微观结合形态

在45钢基体上进行了镍铬合金钎料与金刚石磨粒的多层钎焊加工,借助光学显微镜、扫描电镜、能谱分析等研究了钎料与金刚石磨粒的结合形态、钎料层组织结构及其变化规律、金刚石表面损伤形态、金刚石与钎料结合处以及钎焊层的元素分布规律.结果表明:从与基体结合处到钎焊层表面分别形成了平面晶、胞状晶、树枝晶、柱状晶以及等轴晶的显微组织形态.输入的线能量影响钎料与金刚石的浸润结合、及钎焊层晶粒大小.逐道搭接钎焊时的热积累改变了搭接线附近的晶粒生长方向和大小,在逐层堆叠时的层与层结合线附近存在粗化晶粒区.金刚石磨粒的存在促使其周边形成等轴晶和垂直其界面生长的柱状晶和树枝晶.钎焊层内C元素含量在靠近上表面附近较高.钎焊层内部金刚石与钎料之间存在一元素过渡区域,Cr和Si元素在过渡区存在聚集现象,有利于形成Cr和Si的碳化物,促进金刚石与钎料间的冶金结合.钎焊层内的金刚石磨粒出现不同程度损伤及石墨化形态.     

高频感应钎焊镀钛金刚石界面特征的研究

本文用Ni基合金在15秒内升温至1050℃高频感应钎焊镀钛金刚石和无镀层金刚石.通过电镜、能谱和X射线衍射等测试分析了金刚石和钎料界面之间的微观结构.结果显示,钎焊镀钛金刚石表面的碳化铬法向生长且较为致密,钎焊无镀层金刚石表面的碳化铬切向生长且较为疏松.进一步特别设计的实验表明,正是镀钛层改变了钎焊金刚石表面的碳化铬形态.研磨实验证实,法向生长且较为致密的碳化铬同金刚石表面的结合强度较高.     

金刚石框架锯锯切研究(Ⅵ)--在实验机上模拟框架锯锯切过程

测定金刚石框架锯锯切切削力，金刚石结块磨损和锯条变形等是十分重要也是非常困难的。在前面对锯切运动，锯切机理，锯切切削力和金刚石结块磨损研究的基础上，介绍了一种在实验室里用小型框架锯切实验机模拟框架锯锯切过程的实验方法，比较了用单锯条三节块和单锯条单结块锯切石材的实验结果，优选了结块分布间距，与金刚石框架锯锯切加工实验结果的比较表明，在实验机上用单锯条三节块锯切石材时，测量得到的处于中间的金刚石结块的切削性能，可以较好地反映实际加工中金刚石结块的切削状态，利用这一结果，可快速地通过简单的实验，评价金刚石锯条在实际加工中的切削力和金刚石结块磨损特性，其误差在20%以内。     

金刚石绳锯的锯机轨迹及锯切机理研究

本文从理论上分析了金刚石绳锯的锯切轨迹及锯切机理，并对大理石和花岗石进行了锯切试验，以验证论分析的分析。理论分析和锯切试验约表明：（1）金刚石绳锯的锯切轨迹近似为圆的渐开线，锯切过程中单位长度绳锯对石材的压力，绳锯张紧紧力决定了该渐开线的形状；（2）金刚石绳锯锯切线速度高，锯切过程中单颗粒金刚石施加在石材上的压力很小，不足以使石材产生体积破碎，切屑细小，其主要碎岩方式是赫北破碎（Hertzian fracture)，通过高速磨削实现锯切，根据金刚石绳锯的碎岩机理，锯切时应适当控制绳锯拉力和绳锯线速度，选用耐磨蚀性好的金刚石和胎体，保证良好冷却，以提高锯切速度，延长绳锯寿命。     

金刚石厚膜表面金属化及其钎焊研究

本文首先使用磁控溅射法在清洁的金刚石厚膜表面溅射Ti/Cu层,利用热的浓硫酸腐蚀表层的Cu和Ti层,获得具有合金TiC层的金刚石厚膜表面,实现金刚石厚膜的表面金属化;然后利用高频感应加热方法,以Ag-Cu-Ti混合粉末作为焊料进行金刚石厚膜的钎焊实验,主要对钎焊过程中的钎焊温度、保温时间以及焊料用量等参数进行了研究。结果表明,以60℃/s的速度加热到870℃后保温15 s,焊料用量为80μg时,金刚石厚膜与硬质合金刀具之间的焊接强度可以达到125 MPa,可以满足机械加工强度要求。     

钎焊金刚石绳锯的性能及其界面形貌分析

采用自制的NiCrBSiFeCu钎料对金刚石绳锯进行钎焊.通过扫描电子显微镜、能谱对金刚石钎焊界面形貌和成分进行观察与分析表明,钎焊后金刚石棱角清晰,金刚石与钎料形成化学冶金结合,界面处聚集大量的Cr,Fe和Si等元素.切割花岗岩试验表明,金刚石颗粒未出现脱落现象,金刚石绳锯切割寿命延长.     

超硬磨料在硬脆材料切割中的应用

本文概述了硬脆材料切割中使用超硬磨料种典型切割方法。常用的硬脆材料的切割方法有：金刚石锯片切割,金刚石框架锯切割,金刚石带锯切割,金刚石串珠锯切割等。这此切割方法各有其特点,用途各异,也各有其局限性,除了金刚石串珠锯外,一般都难以切割曲线,并且切缝较宽,出材率率,不适用于贵重材料的切割。本文还比较详细地介绍了较先进的线锯切割的几种方式,指出环形电镀金刚石线锯工切缝等,特别适合切割贵重的硬脆非金属材料,并且切割速度高,能充分体现金刚石磨料的卓越性能,是应用前景非常广泛的切割方法。文中最后探讨了超硬磨料切割技术的发展方向。     

环形电镀金刚石线锯锯切工艺参数的优化

电镀金刚石线锯为环形，无惯性力，适于高速切削。本文对环形电镀金刚石线锯锯切花岗岩时的工艺参数进行了正交试验研究。分别分析了金刚石粒度、进给压力和锯丝速度对锯切效率、锯切力和锯切比的影响，分析结果表明：采用较大的金刚石粒度不会大幅度提高锯切效率，金刚石的粒度对切向锯切力的影响不大．锯切花岗岩时，要保证较高的锯切效率和锯切比，在本试验范围内，最佳工艺参数为：采用金刚石粒度为200～230^#的锯丝，进给压力为9N，锯丝速度为20m／s。     

金刚石圆锯片的振动可靠性及灵敏度分析

金刚石圆锯片锯切过程中,普遍存在严重的振动问题。采用随机概率有限元法对金刚石圆锯片进行可靠性分析,选用Monte-Carlo概率设计方法对?350 mm的金刚石圆锯片进行1000次循环抽样,对金刚石圆锯片的可靠性及灵敏度进行研究。研究结果表明:金刚石圆锯片的不可靠度随着阀值的增大而增加,对金刚石圆锯片的振动灵敏度影响最大的是金刚石圆锯片的厚度。这对于优化金刚石圆锯片的结构,提高金刚石圆锯片的使用寿命和锯切质量有着重要意义。