PCD高频感应钎焊模糊控制及同步数据采集系统

根据高频感应加热设备使用可控硅控制的原理和特点，采用单片机技术和模糊控制的方法，开发出聚晶金刚石（PCD）复合片高频感应钎焊模糊控制系统。它可以代替加热设备的可控硅脉冲触发电路产生触发脉冲信号来控制感应加热，从而实现PCD复合片高频感应加热钎焊过程中温度和时间的参数化控制。并用同步数据采集系统对模糊控制过程进行了直观的分析和研究。     

基于钎焊金刚石工具技术的高频感应加热研究

利用高频感应加热方式，在相同的加热功率、不同的钎焊时间下钎焊金刚石磨盘节块样品，对不同节块样品的钎料层和金刚石磨粒形貌进行观察，并结合对不同样品磨粒的剪切破坏力的测量，分析高频感应钎焊时间对金刚石工具钎焊质量的影响。结果发现在相同的真空度和加热功率的条件下，针对特定基体，必定存在一个最佳的钎焊时间。     

聚晶金刚石复合片高频感应钎焊的试验研究

采用部分不等间隙接头设计方案和Ag Cu Zn Cd钎料 ,通过在空气中高频感应加热 (钎焊温度 6 90℃ ) ,成功实现了PCD复合片与 4 5钢刀杆的高强度焊接。根据钎焊试验结果 ,分析了钎料润湿性、钎焊温度、恒温保持时间和钎焊金属表面粗糙度对接头强度的影响     

金刚石表面的膜层沉积处理及其感应钎焊的研究

将热丝化学气相沉积(HFCVD)处理的金刚石作为磨料感应钎焊制作金刚石工具。HFCVD处理试验中,混合气为H2和CH4(体积流量比为100∶1.5),炉内压力为2.0kPa,700℃下处理45min后,在金刚石表面沉积了一层非晶碳膜。感应钎焊HFCVD处理的金刚石显示,出露部分的金刚石棱边能保持良好的锋利性;浸没在钎料层下面的金刚石表面形成了有均匀孔隙且形状不规则的铬碳化合物,液态钎料充填这些化合物孔隙之间,能够增强钎料对金刚石的把持强度。3种金刚石磨料感应钎焊制作的金刚石磨盘的高效重负荷石材磨削试验显示,HFCVD处理的金刚石的整体破碎率和脱落率最低。     

基于钎焊磨粒有序排布金刚石工具技术的新装备研究

主要介绍了一种新的制备磨粒有序排布金刚石砂轮的装备。此装备是基于高频感应设备和数控机床的优点,把数控机床的精确定位技术利用在了钎焊有序排布金刚石砂轮的制作上,通过编码器的位置控制,实现了在数控机床的连续运动中插入钎焊加热功能,从而可以自行设计磨粒有序排布方式,把磨粒有序的焊接到基体上。避免了传统的手工排磨粒和炉中加热时间长的繁琐工作,为实现了有序排布金刚石砂轮制造的自动化奠定了基础。     

感应钎焊金刚石线锯抗拉性能的研究

为了研究钎料、磨粒、钎焊温度对金刚石线锯抗拉性能的影响,利用高频感应加热设备在氩气中进行了钎焊金刚石线锯的制备,在万能试验机上进行了拉伸试验,分析了线锯抗拉性能的影响因素。结果表明:高温钎焊后,线锯的抗拉强度下降明显。     

钎焊金刚石工具钎焊强度评价的研究

利用高频感应钎焊技术,在不同的钎焊时间和真空度条件下制备金刚石工具试样,在自制的装置上测试试样单颗金刚石磨粒的剪切破坏力大小。结合对破坏颗粒的微观观察发现,金刚石磨粒在受剪切力时一般有三种破坏形式:滑移、折断和拔出。由此得出:制备钎焊金刚石工具应选用高级别的金刚石磨粒及高真空度下较长时间的钎焊。     

两种钎焊金刚石工具微观结构的对比分析

分别利用真空电阻炉中钎焊和氩气保护下高频感应钎焊制作单层钎焊金刚石工具,借助SEM、EDS和XRD等分析了两种工具的微观结构。结果表明：电阻炉中钎焊的金刚石一钎料界面上有两层结构,内层产物是Cr3C2,外层产物是Cr7C3;高频钎焊的金刚石一钎料界面上仅有单层产物Cr3C2。这两种工艺制作出来的工具,其界面结构虽有差别,但都存在化学冶金结合,足以保证金刚石和钎料层之间具有较高的结合强度。     

Ni-Cr合金真空感应钎焊单层金刚石砂轮的实验研究

利用真空感应钎焊方法 ,用Ni Cr合金片作钎料 ,实现了金刚石与钢基体间的牢固连接。利用扫描电镜和X射线能谱 ,结合X射线衍射结构分析 ,发现Ni Cr合金中的Cr原子与金刚石表面的碳原子反应生成稳定连续的CrC膜 ,在与钢基体结合界面上生成 (FexCry)C ,这是实现合金层与金刚石及钢基体之间都有较高结合强度的主要因素。最后通过磨削实验验证了金刚石确有较高把持强度。     

基于简化热源的金刚石磨粒高频感应连续钎焊温度场仿真研究

针对高频感应连续钎焊温度场有限元仿真多场耦合计算复杂、效率低的问题,提出一种基于高斯分布的高频感应钎焊简化热源模型代替复杂的耦合计算,该模型的参数与感应器结构尺寸以及加热率密切相关。通过与传统电磁场—温度场耦合模型以及试验结果进行对比发现：相对于电磁场—温度场耦合模型,简化热源模型的网格数量和运算时间分别减少26.4%和44.6%,两者的计算结果误差最大为8.02%,而电磁场—温度场耦合模型获得的温度分布和加热曲线更接近试验测试结果;基于简化热源模型的高频感应连续钎焊温度场仿真结果与试验值之间的误差为10.1%,表明该模型能较好地预测移动感应加热的温度;移动感应钎焊仿真结果显示,扫描速度对工件残余应力的影响比较显著,而钎焊温度对工件残余应力的影响不明显。     

金刚石与金属基体钎焊机理的研究

通过在低熔点合金中添加Ti、Cr、V、Mo等强碳化物形成元素 ,在液相下与金刚石表面界面反应生成碳化物膜 ,可改善合金钎料对金刚石表面的浸润性 ,实现钎料对金刚石的牢固粘结。分析了影响钎焊质量的主要因素 ,为高性能金属基金刚石工具的制造提供了理论和实践依据。作为应用实例之一 ,介绍了单层钎焊金刚石砂轮的工艺优势。     

Ni—Cr合金Ar气保护炉中钎焊金刚石砂轮的研究

用活性行钎料钎焊单层金刚石砂轮与传统电镀砂轮相比具有磨锋利,寿命长等优异性能。利用Ar气谷护炉中钎焊的方法,用Ni-Cr合金粉末做钎料,迁当控制钎焊温度,保温时间和冷却速度,实现了金融石与钢基体的牢固连接,利用扫描电镜和X射线能谱,结合X射线衍射结构分析,发现在钎焊过程中Ni-Cr合金中的Cr元素分离出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Cr3C2和Cr7C3,这是实现合金与金刚石有较高结合强度的主要因素,重负荷磨削实验表明金刚石为正磨损,没有整颗金刚石脱落。     

CuSnNiCr真空钎焊金刚石界面微结构分析

为降低钎焊金刚石的热损伤和制造成本,采用CuSnNiCr单质金属粉作为钎料,对金刚石磨粒进行了钎焊实验。采用SEM、EDS及XRD对金刚石焊后界面微结构、钎料组织进行了分析。结果表明：适合钎焊金刚石的活性成分为Cu75Sn15Ni5Cr5,该钎料能与金刚石实现化学冶金结合,熔点适中,润湿性较好。金刚石焊后形貌完整,表面基本光滑,表面生成了连续片状（Cr,Fe）7C3。钎料凝固过程先结晶出αCu枝晶,经包晶转变和共析转变,形成了αCu枝晶、Cu5.6Sn和共析αCu,钎料的显微硬度大约为200～250HV0.2。     

钎焊技术在金刚石工具中的应用

介绍了钎焊技术在金刚石应用工具中的提出背景以及目前国内外钎焊金刚石工具的研究状况。在总结国内外研究的基础上 ,初步探索了如何将钎焊技术用于孕镶工具中 ,提出钎焊工具研究过程中存在的问题及解决建议 ,并展望了钎焊金刚石工具的发展前景。     

金刚石孔钻连续炉钎焊工艺研究

通过在连续炉钎焊炉中对金刚石进行钎焊试验,并用所制得的金刚石孔钻进行钻削试验,得到了批量生产金刚石孔钻的可行钎焊工艺。利用扫描电镜比较了金刚石磨粒分别在真空钎焊和网带炉钎焊后的不同形貌,建立了孔钻的有限元模型,并模拟计算出孔钻在钎焊炉中的热循环曲线。对比热电偶实测结果,验证了有限元模型的准确性,对比分析了真空钎焊工艺和连续网带炉钎焊工艺的异同及其对孔钻使用寿命的影响。