热压烧结工艺参数对超硬磨料砂轮节块性能的影响

金属基金刚石砂轮具有把持力大和使用寿命长等特点,其传统制备方法常采用高温烧结成型,但高温烧结会对磨粒产生较大的热损伤,影响砂轮的性能和使用寿命。热压烧结比常压高温烧结的成型温度低,能有效减少金刚石磨粒的热损伤问题。本研究采用热压烧结方式来制备铜基结合剂金刚石砂轮节块,磨粒平均粒度尺寸为27 μm。设计三因素三水平正交试验,探讨热压烧结工艺参数对金刚石砂轮节块密度、硬度和抗弯强度等物理、力学性能影响。结果表明:当烧结温度为650℃、烧结压力为25 MPa、保温时间为150 s时,金刚石砂轮节块的力学性能最好,并且实现了金刚石磨料与结合剂间牢固的冶金结合。      

金刚石锯片铜基节块的组织与力学性能

采用热压烧结工艺制备了包覆金刚石的铜基锯片节块,在铜基结合剂中加入硬质材料WC和金属Cr,研究了烧结工艺参数和成分配比对锯片节块力学性能的影响,探讨了基体与金刚石的结合状况.结果表明,680℃烧结的节块硬度和抗弯强度均比580℃的高;当保温时间相同时,烧结温度对节块抗弯强度的影响大,对节块硬度的影响较小.烧结温度高,有利于在一定程度上改善金刚石与基体的粘结强度,而保温时间较长将导致锡液聚集.含9%WC节块的硬度和抗弯强度均比含3%WC节块的高;在WC含量相同时,Cr含量的增加可以较显著地提高节块的硬度.含金刚石的节块硬度比不含金刚石的节块硬度有所提高,而抗弯强度明显降低.试验得出的优化铜基结合剂中WC、Cr的添加量为9%WC和15%Cr,最佳烧结工艺为680℃×5 min.     

真空液相活化烧结对金刚石孕镶体性能的影响

本文研究金刚石刀头真空热压烧结与普通热压烧结的烧结成型及结合性能。通过真空烧结采用含有强碳化物形成元素的低熔点预合金粉末作为粘结相，采用三点弯曲试验测试了普通热压烧结与真空液相活化烧结试样的抗弯强度，用SEM观察了断口金刚石表面的界面反应。结果表明，采用真空液相活化烧结使得钛元素在金刚石表面聚集，与碳原子形成碳化钛，提高了金刚石与基体金属的结合力以及基体自身的强度。切割实验表明真空液相活化烧结刀头锋利度及寿命明显提高。     

铬对金刚石润湿性和把持力的影响

以Al基结合剂为基体,研究了加入不同质量分数Cr的Al-Cr合金对金刚石的润湿性的影响。以Al-Cr合金为基体,加入金刚石,用热压烧结的方法得到金刚石节块,测量了节块的抗弯强度。实验结果表明:在Al中加入质量分数为3%和5%的Cr对金刚石的润湿性没有改善,但可提高把持力。把持力提高的原因是Al基基体和金刚石之间反应生成了一层中间物,加强了Al基结合剂和金刚石之间的黏结,提高了胎体对金刚石的把持力。     

Cu_2O-Cu复合材料制备工艺的研究

以Cu_2O和炭黑粉末为原料,采用原位还原-无压(热压)烧结工艺制备Cu_2O-Cu复合材料.利用XRD和OM对烧结试样进行研究,并测试其力学性能.研究表明,复合材料由Cu和Cu_2O两相组成,原位还原-无压烧结法的合理烧结时间为5 h,其力学性能高于传统粉末冶金法制备复合材料力学性能,抗压强度464 MPa.原位还原-热压烧结法可以改善试样致密性及细化微观组织,进一步提高力学性能,抗压强度达到702 MPa.     

超高压水雾化制备预合金粉末在金刚石工具中的应用（英文）

采用超高压水雾化工艺制备金刚石工具用铜基、铁基、钴基预合金粉末,并对超高压水雾化法、常规水雾化法以及单质金属机械混合粉末制备的金刚石工具烧结节块的力学性能、胎体对金刚石的把持力、空白与含金刚石胎体烧结节块的断口形貌进行测定、比较与分析。结果表明:超高压水雾化预合金粉末烧结节块的相对密度、硬度和抗弯强度等力学性能有显著提高。超高压水雾化预合金粉末烧结节块断口形貌为韧性断裂,预合金粉末与金刚石之间除具有机械嵌镶力外,还存在化学结合力,胎体粉末材料对金刚石的把持能力明显增强。采用超高压水雾化预合金粉末可大大改善金刚石制品胎体的力学性能与使用寿命。     

连续式热压烧结金刚石制品的研究

烧结是决定金刚石制品性能的关键环节。通过对比分析普通电阻式热压烧结工艺和连续式热压烧结工艺所获得的锯片试样,阐述了连续式热压烧结工艺制备金刚石制品的优越性。结果表明:连续式热压烧结工艺能降低产品的气孔率,提高致密度和质量稳定性;改善金属胎体对金刚石的包镶状况;减少烧结过程中的能耗和烟尘,对金刚石制品行业节能减排具有积极推动作用。     

Ni-Cr合金真空预钎焊金刚石磨粒复合节块界面微结构

在Ni-Cr合金中加入A合金粉制成复合钎料,在加热温度1 050 ℃和保温时间30 min的工艺下进行金刚石磨粒的预钎焊处理试验,在加热温度810 ℃和保温时间4 min的烧结工艺下制备预钎焊磨粒复合节块. 测试预钎焊磨粒的静压强度和复合节块的抗弯强度,并分析预钎焊金刚石、复合节块的界面微结构. 结果表明,复合钎料与金刚石磨粒在预钎焊过程中形成化学结合界面,且对金刚石的热损伤较小;当磨粒浓度范围为10%~50%时,复合节块的抗弯强度均高于常规金刚石节块;预钎焊金刚石与金属胎体在烧结过程中形成冶金结合界面,复合节块界面结合强度高.     

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。      

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%。     

磷对铜基金刚石工具胎体性能的影响

以铜、银、锡、锌、磷等为原料,采用热压快速烧结工艺制备铜基金刚石工具。研究磷对铜基结合剂抗弯强度、洛氏硬度和冲击韧性的影响;采用X衍射、扫描电镜分析结合剂的组织结构及其对金刚石的包镶能力。结果表明:磷能促进铜基结合剂的烧结,降低烧结温度,样品在400~460℃即可达到完全烧结;当烧结温度为420℃、磷含量(质量分数)为6%时,结合剂洛氏硬度达到90.4HRB,抗弯强度达到966.04MPa,综合性能最佳;加入金刚石粒度为30/35,浓度为100%时,其抗弯强度达到425.70MPa。     

预烧结温度对热等静压法制备Co基金刚石串珠性能的影响

采用合适的工艺流程及参数,将热等静压(Hot Isostatic Pressing,HIP)技术应用于Co基金刚石串珠制备。分析了HIP后胎体性能的变化,并通过扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)进行断面微观分析。结果表明:相比较热压烧结,HIP更有助于改善Co基胎体各项性能,对于实验中各组Co基胎体,750℃预烧结胎体的性能提高最多,其中胎体抗弯强度提高了25.2%,胎体对钢基体的夹持力提高了37.9%。显然,HIP可用于Co基金刚石串珠的制备,而预烧结温度对HIP后胎体性能有着重要影响,在合适的预烧结温度下可以获得最佳性能的胎体。     

机械合金化及热压烧结制备Fe-Cr-Mn基超细晶奥氏体不锈钢研究

采用高能研磨诱导的机械合金化方法制备了Fe-Cr-Mn基不锈钢合金粉末;对机械合金化粉末分别进行了退火和热压烧结,分析了退火过程中的相变规律,并对热压烧结获得的奥氏体不锈钢进行了组织和耐蚀性能研究.结果表明:机械合金化获得的不锈钢合金粉由亚稳态的纳米晶铁素体构成;退火/热压烧结处理后,铁素体逐渐转变为热力学上更加稳定的...     

Y2O3对铁基金刚石工具性能的影响

采用正交试验方法研究热压压力、烧结温度和Y₂O₃含量等3个因素对铁基胎体硬度、致密度、抗弯强度和断口微观形貌等的影响,并获得较优的烧结工艺参数。在此基础上,制备含Y₂O₃的铁基金刚石工具,并对其断口形貌、耐磨性和锋利度等进行检测及分析。结果表明:含Y₂O₃的铁基结合剂胎体,其相对密度和硬度的影响因素次序为Y₂O₃含量＞烧结温度＞热压压力,抗弯强度的影响因素次序为烧结温度＞Y₂O₃含量＞热压压力;且Y₂O₃能促进铁基金刚石胎体组织的致密化,降低其烧结温度。在烧结温度为780 ℃、热压压力为51 kN的较优烧结工艺下,适量的Y₂O₃能使金刚石工具的孔隙率减小、黏结状况改善,并增强黏结剂对金刚石磨粒的把持能力。      

Effect of hot pressing temperature on microstructure,mechanical properties and grinding performance of vitrified-metal bond diamond wheels

The self-sharpening vitrified-metal bond diamond wheels added with a 3 wt.% brittle Na₂O-B₂O₃-SiO₂-Al₂O₃-Li₂O vitrified bond were fabricated by hot pressed sintering technique. Using the methods of scan-electroscope, energy spectrum analysis, X-diffraction analysis, XPS analysis, Rockwell hardness test and three-point bending test, the effects of hot pressing temperature on the microstructure, hardness and the transverse rupture strength (TRS) of vitrified-metal bond were investigated. Then the grinding performance of cylinder of the diamond wheels was also studied. The results showed that, when the hot pressing temperature was 850 °C, a thin FeAl₂O₄ transition layer formed, which enhanced the interfacial bending strength between metal and glass phase, and the TRS of vitrified-metal bond reached the maximum value 826.54 MPa. Comparing with metal bond diamond wheel's, the average value of the roundness and straightness of the 50 cylinders ground by the vitrified-metal diamond wheel reduced from 3.1 μm and 2.5 μm to 2.7 μm and 2.1 μm.     

金属结合剂金刚石砂轮中铝基结合剂性能优化研究

以AlSi₂₀为主元，选择强化铝的常用合金元素Cu、Zn、Mg、Mn等4因素（分别用A、B、C、D表示），每个因素各取3个水平，制定了L₉（34）正交试验方案。采用热压烧结制备铝基结合剂胎体。通过阿基米德排水法、硬度测试、三点弯曲强度测试、扫描电镜观察断口形貌等方法，研究合金元素对铝基结合剂性能的影响。实验结果表明:添加的合金元素降低AlSi₂₀的烧结温度，促进烧结致密化；合金元素对硬度的影响大小顺序为Mn>Zn>Cu>Mg，对抗弯强度的影响大小顺序为Cu>Mn>Zn>Mg；组合A₁B₂C₂D₂、A₁B₃C₃D₃有高的硬度和抗弯强度，胎体对金刚石包镶紧密；结合剂断裂方式为脆性断裂，可以提高金刚石砂轮的自锐性。      

SiC颗粒对镁基复合材料摩擦磨损性能的影响

采用粉末冶金法制备了AZ91镁合金和SiC颗粒增强的镁基复合材料,SiC的粒度分别为18μm和8μm,经热压烧结后制得试样.通过扫描电子显微镜观察分析基体和增强体的微观组织形貌,并将制备出的材料分别放入MMW-1型摩擦磨损试验机上,研究SiC的粒度对镁基复合材料摩擦磨损性能的影响.实验结果表明,SiC颗粒的加入能有效减小β-Mg17Al12网孔的大小;加入两种SiC颗粒的复合材料硬度比基体合金的分别提高6.83％和27.03％;颗粒增强复合材料的摩擦系数相对于镁合金基体有所提高,分别提高2.33％和9.62％.     

一种具有较低烧结温度的超细钴粉的制备及表征

目前国内金刚石工具及钴粉生产,采用碳酸氢铵为沉淀剂,通过沉淀-热分解-还原工艺制备超细钴粉。研究了沉淀过程中温度、pH值等工艺参数的影响,制备得到Fsss粒度0．5～1μm的超细钴粉。采用SEM对超细钴粉进行了形貌观察,通过热压烧结制备了40mm×8mm×3．2mm样片,对样片的硬度及抗弯强度进行了表征。与传统草酸沉淀还原生产钴粉相比,本工艺制备的钴粉具有细晶球形的形貌,活性更高。此种超细钴粉的热压烧结样片在较低温度即可获得较高的硬度,在不同的温度范围内其抗弯强度表现出了良好的稳定性,并且降低了生产成本。     

烧结时间对自钎剂钎料显微组织和力学性能的影响

采用热压烧结法制备了Al88Si自钎剂钎料环,研究了不同烧结时间条件下自钎剂钎料的显微组织和3003铝合金钎焊接头显微组织及力学性能.结果表明,钎料显微组织为AlSi基体、块状初晶硅相和颗粒状KAlF₄;随着烧结时间的增长,钎料中钎剂活性降低.3003铝合金钎焊接头钎缝组织由αAl固溶体和针状共晶硅相组成;随着烧结时间的增长,钎料的流铺性能越来越差,钎焊接头中裂纹、固体夹杂、未钎满、孔穴等缺陷逐渐增多,钎焊接头强度降低.