人造金刚石单颗粒抗压强度测试仪对比分析

抗压强度是人造金刚石质量的重要指标，本文采用传统单颗粒抗压强度测定仪和Dia Test—SI型单颗粒抗压强度自动测定仪对金刚石标样进行检测对比分析．对同一样品不同时期多次测试和同一样品不同厂家测试，结果表明：传统单颗粒抗压强度测定仪测定的最大强度平均值和最小强度平均值相差15．38％和34％；而Dia Test—SI型单颗粒抗压强度自动测定仪的测定结果差值为4．1％、5．3％；证明DiaTest—SI型单颗粒抗压强度自动测定仪在测试中受操作水平及客观条件的影响较小，测试结果的稳定性比较好，各厂家测试结果的可比性强。     

面向工程陶瓷的单颗金刚石磨粒划擦磨损规律

为了研究工程陶瓷平面磨削中金刚石砂轮的磨粒磨损规律,制备圆锥形单颗粒金刚石磨具模拟实际磨粒切削刃。以金刚石磨粒的尖端圆弧半径表征磨粒切削刃锋利程度与磨削能力,并用圆弧半径的磨损规律等效描述切削刃磨损特性。采用基于扫描电镜与数据拟合的技术测量单颗磨粒金刚石尖端圆弧半径。运用单因素试验及正交试验分析了金刚石颗粒尖端形状、材料种类与加工参数对磨粒磨损规律的影响。实验结果表明,当顶锥角2θ为120°、磨削深度ap0.01 mm时,金刚石磨粒具有较高划擦寿命。各因素的影响主次顺序为:顶锥角>磨削深度>工作台速度。本研究为金刚石砂轮磨粒规格和磨削用量的选取提供了重要参考。     

燕山大学超硬材料研究室两项科研成果通过省级鉴定

由燕山大学超硬材料研究室王艳辉教授负责完成的“刚玉涂覆的超硬磨粒 (金刚石、ＣＢＮ)及其应用”和王明智研究员负责完成的“ＳｉＣ2 -Ｂ2 Ｏ3-Ｎａ2 Ｏ结合的立方氮化硼超硬复合材料”两项成果 ,于 5月 18日通过河北省科技成果鉴定。“刚玉涂覆的超硬磨粒 (金刚石、ＣＢＮ)及应用”成果 ,研制成功一种新型的适用于树脂结合剂工具的刚玉涂覆的超硬磨料。其特征是 :刚玉涂层凸凹不平 ,呈“刺状” ,与金刚石、立方氮化硼牢固结合 ,在树脂基砂轮中能够提高胎体对超硬磨料的把持力 ,防止磨粒的早期脱落。涂覆后的单颗粒抗压强度可提高 12～ 65…     

基于微切削模型的不锈钢研磨表面残余应力规律

目的 基于单颗粒微切削模型,研究分析研磨工艺对HR-2抗氢不锈钢工件表面残余应力的演化规律与产生机制的影响.方法 建立研磨磨粒单颗粒微切削残余应力数学模型,采用正交试验获得研磨工艺参数与表面残余应力大小、磨粒微切削切深和切向力回归方程,利用单因素试验对研磨工艺进行验证,获得研磨工艺参数对表面残余应力大小、表面磨粒切深和切向力的影响规律,并开展单因素试验结果与数学模型计算结果对比研究.结果 试验中,磨粒粒径从10μm变化为50μm时,残余应力从–130 MPa变化至–345 MPa;研磨压力从10 N变化至50 N时,残余应力从–135 MPa变化至–253 MPa;而转速的变化对残余应力结果的影响规律不显著.不同工艺参数试验中,模型所得计算值和试验值误差基本在10％以内.结论 根据正交试验结果和单因素试验得出,研磨工艺对残余应力影响的显著度从高到低为磨粒粒径>研磨压力>研磨转速,磨粒切深和切向力与残余应力关系显著,建立的单颗粒研磨模型可以预测不同研磨工艺参数条件下的残余应力产生规律.     

金刚石框架锯锯切研究(Ⅲ)--单个金刚石结块锯切力的特征与影响因素分析

在对金刚石框架锯锯切加工动力学和锯切破碎机理模型的研究基础上，通过单颗粒金刚石划痕，单个刚石结块切削石材的系列实验，测量并分析了金刚石框架锯锯切加工时的切削力特征及其影响因素，结果表明，单颗粒金刚石和单个金刚石结块以及不同切削路径切削时的切削力不同的特征，反映了切削断裂过程性质的变化。金刚石浓度低和金刚石颗粒直径小时金刚石磨粒形状和切削方位对切削力有较大的影响，减小切削深度，使用切削液，在已切削表面上切削时，切削力下降，在框架锯锯切中，单颗粒金刚石承受载荷不高，考虑到磨粒切削干涉和重复切削的影响，单颗粒金刚石承载大约在5－15N之间。     

硬质磨粒对孕镶金刚石钻头胎体磨损性能的影响

基于孕镶金刚石钻头在坚硬复杂地层钻进效率低的现象,将SiC、棕刚玉和合金钢丸作为胎体耐磨性弱化颗粒添加至胎体中,采用室内钻进及SEM扫描电镜分析等手段研究硬质磨粒材质对胎体力学性能和摩擦磨损行为的影响。结果表明:在胎体中添加适当材质的硬质磨粒,可提高钻头的钻进时效,能够避免钻进打滑现象;SiC磨粒对胎体的耐磨性、抗弯强度等力学性能影响较明显,宜作为胎体耐磨性弱化颗粒,其浓度宜控制在20%~40%之间,粒径在425~500μm之间;硬质磨粒在胎体中一方面利用其易脆性破碎的物理力学特性改善胎体微观磨损形貌,为金刚石正常出刃创造前提条件;另一方面破碎脱落的游离态磨粒利用其硬脆特性能够直接对单颗粒金刚石产生修锐效应。     

保温时间对Pr6O11刻蚀金刚石单晶的影响

为研究保温时间对Pr₆O₁₁刻蚀金刚石单晶的影响,在900 ℃和N₂中将Pr₆O₁₁与金刚石混合物在不同保温时间下加热,以刻蚀金刚石单晶,通过刻蚀后金刚石单晶的表面形貌、刻蚀深度、单颗粒抗压强度表征刻蚀效果。结果表明:Pr₆O₁₁能促进金刚石表面的刻蚀,其刻蚀程度和最大刻蚀深度随保温时间延长而加深。当保温时间为120 min时,金刚石{111}面和{100}面的刻蚀坑分别为阶梯状倒金字塔形和蜂窝状,最大刻蚀深度分别为15.07 μm和4.27 μm。金刚石的单颗粒抗压强度随保温时间延长而不断下降,但Pr₆O₁₁刻蚀后金刚石的单颗粒抗压强度高于不加刻蚀剂刻蚀和在空气中直接刻蚀后的单颗粒抗压强度。      

超声振动辅助磨削弧区的单颗磨粒切厚特征

为准确描述超声振动下的单颗磨粒切厚特征,实测多层金属结合剂金刚石砂轮表面的相邻2颗磨粒的周向间距以及磨粒出刃高度;依据超声振动辅助磨削的磨粒运动轨迹方程及相邻磨粒运动轨迹干涉理论,采用等分线法,利用MATLAB软件求解磨粒在完整接触弧区的单颗磨粒切厚值,并分析各主要参数对单颗磨粒切厚特征的影响。结果表明:相邻磨粒间距、相邻磨粒高度差对单颗磨粒切厚的影响均呈线性变化;单颗磨粒切厚随超声振幅的增大而线性增大,且随超声振动频率的增大而阶段性变化;超声振动辅助磨削的单颗磨粒切厚特征受砂轮转速、磨削深度的影响较大,受工件进给速度的影响相对较小。      

润滑脂中磨粒对钢表面摩擦学性能的影响

轴承中的润滑脂在长期使用过程中会存在大量的固体颗粒,这些固体颗粒尤其是金属颗粒能对运动表面产生严重的磨损,从而引起设备功能失效。在各种磨损形式中,磨粒磨损对设备造成的损失最为严重。为了研究润滑脂中磨粒对钢界面摩擦学性能的影响,考察了磨粒尺寸、磨粒浓度、载荷和转速对材料磨损的影响。结果表明,在一定范围内,随着磨粒尺寸和浓度的增加,钢材料表面的磨损量也在增加,且磨粒浓度的增加对材料的磨损程度大于磨粒尺寸的增加对材料的磨损程度。另外,转速和载荷的增加也会提高材料表面的磨损量。     

润滑脂中磨粒对钢表面摩擦学性能的影响

轴承中的润滑脂在长期使用过程中会存在大量的固体颗粒,这些固体颗粒尤其是金属颗粒能对运动表面产生严重的磨损,从而引起设备功能失效。在各种磨损形式中,磨粒磨损对设备造成的损失最为严重。为了研究润滑脂中磨粒对钢界面摩擦学性能的影响,考察了磨粒尺寸、磨粒浓度、载荷和转速对材料磨损的影响。结果表明,在一定范围内,随着磨粒尺寸和浓度的增加,钢材料表面的磨损量也在增加,且磨粒浓度的增加对材料的磨损程度大于磨粒尺寸的增加对材料的磨损程度。另外,转速和载荷的增加也会提高材料表面的磨损量。     

刚玉磨料磨削300M钢适应性研究

通过单颗粒磨削试验发现,在用单颗刚玉磨粒磨削300M超高强度钢模拟试验中,磨粒的破碎、微破碎及磨耗均有发生。在研究磨料磨损特性的基础上,提出了定量评比磨损特性的指标;磨损破碎率K(ΔA)、磨耗磨损率(b)、转换次数(n_c)、转换深度(t_c)。在所试验的刚玉系列磨料中,单晶刚玉、微晶刚玉磨料的磨损特性优于白刚玉、棕刚玉磨料,棕刚玉磨料最差。     

压头粗糙度对金刚石抗压强度及单颗粒测量值离散性的影响

本文通过多方面的实验比对,探讨压头粗糙度对人造金刚石抗压强度检测结果的大小和重复性以及单颗粒测量值离散性的影响,运用数理统计的方法对检测数据进行了分析研究,找出了较为合理的样本容量.提出样本容量取80粒为宜;采用"标样"定期检验压头状况;在给出抗压强度检测值的同时,应给出单颗粒强度值的离散性.本文研究成果为相关标准的修订提供了理论依据.     

大颗粒形状对半固着磨粒磨具"陷阱"效应影响的离散元仿真

本文基于离散元的方法研究了不同顶角的大颗粒对半固着磨粒磨具"陷阱效应"的影响,在研究的过程中应用了PFC2D离散元软件,分别模拟了90°、120°和150°顶角的大颗粒,采集到大颗粒压入半固着磨粒磨具时受到的法向作用力和竖直位移之间的曲线图.由于半固着磨粒磨具内部布满了空隙,使得大颗粒能比较容易的陷入磨具中,减少了大颗粒对工件表面的损伤.通过以上大颗粒离散元模拟可知,半固着磨粒磨具"陷阱"效应持续的时间和大颗粒顶角大小成反比关系,即大颗粒的顶角越小,磨具"陷阱"效应持续时间越长,所以大颗粒的顶角大小是影响半固着磨粒磨具"陷阱"效应发挥的重要因素.     

基于响应曲面法的超硬磨粒姿态对于微切削过程影响的研究

通过模拟砂轮每个制造步骤建立了数字化单层CBN砂轮的模型,该模型能够分析砂轮表面密集堆积的情况(如磨粒密度、出刃高度、磨粒姿态等),以及在磨削过程中单磨粒去除材料的状态.通过有限元仿真(FEM)和响应曲面法(Response Surface Methodology)对磨粒姿态对微切削过程的影响进行分析.结果表明:单颗CBN磨粒的微切削力取决于磨粒的磨损状态和空间姿态,并通过基于响应曲面法的定量化分析,得到了实现最小切削力的单颗磨粒空间最优姿态,其角度在40°和60°之间.     

单颗团聚CBN磨粒磨削TC4钛合金表面创成机制

目的 提出一种兼具耐磨性好、自锐性能优异的新型团聚CBN磨粒研制方法,解决单晶CBN磨粒因其力学特性各向异性而极易出现沿解理面大块破碎的问题,进而提升加工效率和磨削性能。方法 利用模压成形和高温液相烧结技术,制备了综合性能优异的新型团聚CBN磨粒,探究磨粒结合界面形成机制,并通过单颗磨粒磨削TC4钛合金试验,综合对比团聚CBN磨粒与单晶CBN磨粒的磨损状态和磨痕形貌,探明团聚CBN磨粒的磨削性能优势。结果 团聚CBN磨粒烧结界面新生成了TiB2、TiB和TiN;优选的烧结工艺参数为800 ℃,保温时间为10 min;相比于单晶CBN磨粒,团聚CBN磨粒的耐磨性和锋利度显著提升,磨削加工效率和质量明显改善。结论 由于团聚CBN磨粒内部微晶颗粒间金属结合剂的存在,提高了磨粒的断裂韧性,降低了因磨粒内部裂纹扩展而引起的宏观裂纹损伤深度,有效提升了磨粒的加工性能;磨削过程中随着磨粒的不断磨损,未出露的CBN晶粒逐渐参与磨削,确保了磨粒工作面有效磨粒数的动态平衡,有助于提升磨粒整体自锐能力。     

单颗金刚石划擦玻璃的实验研究

本文利用自行制备的单颗粒金刚石工具划擦普通玻璃,观察不同划擦深度的划痕形貌并进行统计分析,同时采集和分析了划擦过程中的磨削力。实验结果表明,划痕的实际宽度与理论宽度有相同的变化趋势。随着切深的增加,实际宽度与理论宽度趋于比较恒定的比值。当划擦磨粒不变时,单颗磨粒的法向磨削力和切向磨削力都随着划痕长度的增加而线性增加。     

TiN颗粒增强AgCuTi合金钎焊CBN磨粒的界面微结构

向Ag-Cu-Ti合金中加入TiN颗粒组成复合钎料.在加热温度920 ℃和保温时间5 min的工艺下进行立方氮化硼(CBN)磨粒与45#钢基体的连接实验.运用三维视频显微镜、扫描电镜、能谱仪和X射线衍射仪分析TiN颗粒、Ag-Cu-Ti合金、CBN磨粒和钢基体之间的结合界面的微观组织结构.结果表明:加入的TiN颗粒在结合剂层中分布均匀、致密,且显著细化了结合剂层(复合钎料层)显微组织,提高了结合剂层的显微硬度;加入TiN颗粒后仍可确保结合剂层与钢基体之间的良好结合;复合钎料对CBN磨粒有好的润湿性,TiN颗粒未对CBN磨粒与结合剂层的界面化学反应造成负面影响,实现了对CBN磨粒的牢固连接.     

钢的高速磨削

随着砂轮圆周速度V砂的增大,单位时间内磨粒对金属的切痕数量增多,但切痕的平均深度(或称单颗粒切除的金属层平均厚度a_2平均)减小,这样,在金属切除速度保持不变的情况下,每颗磨粒予受的负荷则相应地也减小。因此,平均切削力(与金属接触面上各磨粒受力的总和)和表面粗糙度就减小。由于切削力减少,工作系统的磨损和弹性变形就小,砂轮的耐用度就高。这些就是提高砂轮圆周速度的好处。     

基于离散元法的磁性磨粒干压成型工艺参数优化

为探究磁性磨粒坯体压制阶段的各工艺参数对其成型质量的影响,优化磁性磨粒的烧结法制备参数,制备出质量优良的磁性磨粒,以铁基氧化铝磁性磨粒为研究对象,建立磁性磨粒干压成型的离散元模型。通过改变压制力、压制方式、摩擦系数、模具高径比等工艺参数,探究其对磁性磨粒坯体成型质量的影响,并实现压制过程中工艺参数的优化。结果表明：压制力越大,坯体孔隙率越小,但压制力过大,坯体外表面产生裂痕,影响坯体表面形貌的完整性,故宜选择75～125 MPa的压制力;双向压制得到的坯体密度更均匀、力学性能更好;模具的高径比越大,坯体的孔隙率相对较大,坯体的轴向应力相对较小;磨料颗粒间摩擦系数及侧壁与磨料颗粒之间的摩擦系数越小,坯体的孔隙率越小、致密度越好,坯体的均匀性也越好。在磁性磨粒混合阶段加入适量润滑液,可适当减小磨料颗粒间及颗粒与模具侧壁间的摩擦系数,进而提高磨粒坯体质量。     

影响人造金刚石单颗粒抗压强度检测结果因素的探讨

本文从压砂粗糙度，人员因素，人造金刚石单颗粒本身强度值的分散性，环境条件（温度，湿度）及计算方法等方面，讨论各因素对人造金刚石单颗粒抗压强度检测结果的影响，并着重以ＭＢＤ６５０／６０为例，根据多次检验结果进行统计，计算其实验标准偏差，分析了不同置信概率下的人造金刚石抗压强度两次检测结果之间的差值，对采用ＪＢ／Ｔ７９８８．１－９５《人造金刚石或立方氮化硼抗压强度测定方法》规定方法进行检测时所得到的检