六方氮化硼合成工艺及对其性能的影响

本文讨论了六方氮化硼合成工艺对其纯度、杂质含量、石墨化指数、比表面积、成型密度等性能的影响。从原料、反应温度和后处理方面提出一些方法,合成出适合立方氮化硼合成的性能较好的六方氮化硼,并探讨了六方氮化硼性能指标对立方氮化硼合成的影响。     

棕色高韧性立方氮化硼合成技术的研究

通过以原材料、触煤及高压合成系统工艺的研究,采用φ32－40mm腔体在新型复合触煤体系下合成出棕色立方氮化硼单晶。对所得立方氮化硼单晶体的性能考察表明：这种立方氮化硼晶体具有较高的冲击韧性。     

立方氮化硼触媒多样性及生长特性研究

本文详细地介绍了立方氮化硼合成用触媒的多样性,描述了在不同类型触媒,如碱金属,碱土金属及其氮化物,硼氮化物,硼化物,某些盐类乃至氧化物中合成立方氮化硼晶体的特征。实验表明,立方氮化硼晶体的基本形态为正八面体,由于发育不完整而形成正十四面体,正二十二面体,板状八面体,针状晶体以及他们的变形。晶体的颜色主要由添加剂的种类决定,合成条件的变化可改变晶体中杂质含量的多少,从而导致晶体颜色的深浅变化。合成中所采用的添加剂应具如下特点：(1)能有效溶解六角氮化硼的物质,(2)能与六角氮化硼反应生成含氮化硼中间产物的物质。最好二者兼备。     

立方氮化硼钎焊制备磨料砂轮的工艺及性能研究

利用Ag-Cu-Ti活性钎料在真空炉中钎焊,制备了单层钎焊CBN(立方氮化硼)磨料砂轮。实验结果表明,Ag-Cu-Ti合金钎料对立方氮化硼表现出良好的浸润性,并将立方氮化硼牢牢钎焊住。扫描电镜、X-射线能谱和X-射线衍射对界面微区组织的分析研究表明,钎焊过程中Ag-Cu-Ti合金钎料中的Ti向立方氮化硼磨粒界面富集,并与立方氮化硼磨料表面的N和B元素发生反应生成TiN和TiB2。     

国外立方氮化硼研制技术(Ⅷ)

八影响CBN晶体生长及其特性的若干因素影响CBN晶体生长及其特性的因素很多,本文仅就用Mg_3N_2作触媒氧对CBN晶体得量和质量的影响,AlN添加物和气氛对CBN合成的影响,硼酐参与下CBN的形成,硅参与下CBN结晶过程的研究,钎锌矿型氮化硼(WBN)参与下由hBN形成CBN的动力学,以及     

国外立方氮化硼研制技术(Ⅳ)

六方氮化硼是合成立方氮化硼的基本原料,本文将对其在高压高温条件下的结构变化,以及对立方氮化硼晶体生长的热力学条件的影响等问题做一简要综述。(一)六方氨化硼晶体结构及其在高压高温下的结构变化     

国外立方氮化硼研制技术(Ⅲ)

三、立方氮化硼的结构和性质氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体(表1).化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮,具有四种不同的变体:六方氮化硼(hBN)、菱方氮化硼、立方氮化硼(CBN)和纤锌矿型氮化硼(WBN)。本文着重对立方氮化硼的基本性质及研究结果做一综述。     

国外立方氮化硼研制技术(Ⅱ)

二、立方氮化硼产品及其特性立方氮化硼自从1957年R.H.Wentorf以六方氮化硼为原料,在碱金属或碱土金属或它们的氮化物参与和超高压高温下成功地制得以来已有了很大的发展,美国、苏联和DeBeers Co.都有了系列产品。本文将对这些国家(或公司)的产品及其特性和应用等问题做一概述。     

高温高压合成毫米级立方氮化硼的研究

采用多元复合触媒,在高温(1300~1600℃)、高压(6~7GPa)条件下,合成了毫米级立方氮化硼,使用SEM对其形貌进行观察。试验结果表明:通过晶体自发成核,可以重复实现不同颜色的毫米级立方氮化硼的合成,且合成的晶体完整,表面光洁。     

控制自发成核生长大颗粒立方氮化硼晶体

CBN(立方氮化硼)的生长速率很低，用普通方法很难长出大的晶体。在本文中用Mg为触媒，在hBN-Mg体系中加入适当比例的水或酒精控制cBN晶体的自发成核。由于在高温下水能分解六方氮化硼(hBN)，在系统中形成高活性的B和N原子，从而改变了晶体的生长环境，提高了生长速率，使晶体迅速长大，在5．5Gpa和1500℃超高压高温条件下保温8分钟获得了1．6mm的cBN晶体。本文还讨论了在该体系中cBN晶体的生长机制。     

CBN热稳定性和其晶形及晶面结晶程度之间的关系

CBN的热稳定性是决定CBN性能的重要指标之一，本文应用矿相显微镜和差热分析的方法，研究了CBN热稳定性和其晶形及晶面结晶程度之间的关系，研究表明：（1）相同粒度的CBN晶体，晶形完整，表面洁净，光泽度好，透明度好，等积形比例高者，其晶体的热稳定性也高，反之则低。（2）晶面结晶程度高者，热稳定性亦高；如果晶面有大量微孔，说明其晶面的结晶程度相对较低，则热稳定性降低。（3）粒度相同且晶形完整程度一致的晶体，其热稳定性并不一定相同，还要看晶面结晶程度的高低，在反光显微镜下，可以根据晶面微气孔分布多少定性地判断出晶面结晶程度的相对高低，反光显微镜的使用弥补了体视镜或生物显微镜的不足，以CBN晶体热稳定性的快速确定提供了更科学可靠的手段。     

形核剂成分对高碳钢凝固过程的影响

高碳钢连铸坯存在的最大质量问题是中心缩松、中心偏析严重.解决这一问题的关键是扩大铸坯等轴晶区比例,细化晶粒.本文以Fe-C合金作为形核剂,研究了形核剂含碳量对高碳钢凝固过程的影响机理.研究结果表明,向钢液中加入形核剂可有效地扩大等轴晶区.对高碳钢,中碳铁合金形核剂既可扩大等轴晶区,又可细化晶粒;而低碳形核剂可以扩大等轴晶区,但细化晶粒效果差.为有效地发挥形核剂的作用,对不同钢种要合理地选择形核剂含碳量.     

CBN磨料特性对树脂砂轮磨削性能的影响

对6种不同CBN磨料的静压破碎负荷、冲击韧性（TI）和热冲击韧性（TTI）的数据进行分析研究,并分别制作成树脂结合剂砂轮。针对不同材料工件进行磨削,研究不同CBN磨料制作的砂轮磨削铸铁、高速钢、不锈钢和氮化不锈钢等材料的磨削比。实验结果表明:同样结合剂和工艺条件下,不同CBN磨料制作砂轮的磨削比相差较大;树脂CBN砂轮对铸铁和高速钢材料的磨削比相对较高,但对不锈钢和氮化不锈钢材料的磨削比低;CBN-B1500和CBN850磨料对几种工件材料的磨削性能相对较好。树脂CBN砂轮中磨料靠结合剂机械嵌合力把持,因此具有粗糙表面和适中静压破碎负荷的CBN磨料是较优选择。      

烧结压力对整体PCBN刀具微结构与性能的影响及作用机理

将粒度尺寸5 μm的CBN微粉与黏结剂Al的混合粉末在国产六面顶压机上高压烧结制备整体PCBN材料,通过对样品磨耗比、显微硬度的测试与分析获得了较优的烧结工艺参数:烧结压力5.4 GPa、烧结温度1500℃和烧结时间240 s。测得样品的显微硬度为3897HV5（加载时间15 s）,磨耗比为8750。SEM、TEM观察和XRD衍射分析表明:提高烧结压力可使CBN颗粒产生一定的塑性流动,抑制烧结过程中CBN颗粒表面逆转成hBN;黏结剂Al可与CBN颗粒表面反应形成中间产物AlN和AlB₂,在CBN颗粒之间形成牢固的陶瓷中介结合,并消除CBN烧结过程中残余的hBN,从而提高整体PCBN刀具的性能。      

NH4F对Li3N-hBN体系中合成CBN晶体的影响

本文研究了在Li3N—hBN体系中加入不同量的NH4F后，对CBN晶体的合成的影响。结果表明，加入NH4F后，合成压力降低了约20％。分析以NH4F和Li3N混合粉末为原料的实验结果后推测：在高温高压条件下NH4F首先会分解为NH3和HF,HF进一步和Li3N反应生成更加稳定的LiF和NH3，其化学反应式可以写成：3NH4F＋Li3N=3LiF＋4NH3，这一过程通过X光衍射分析实验产物得到证实。为了考察LiF在合成立方氮化硼过程中的作用，我们用Li3N和NH4F反应所制得的LiF单独作触媒，在LiF—hBN体系中进行了CBN晶体的合成实验，结果表明在上述压力温度条件下，没有CBN晶体生成，即LiF不宜单独做触媒。尽管在NH4F与Li3N反应消中耗了Li3N—hBN体系中的作为触媒的Li3N，但是，合成压力仍有较大幅度的降低，表明少量氨的存在，使CBN晶体的形成更加容易。     

CBN陶瓷磨具性能的计算机调控

本文论述了在钢铁加工行业中非常有效的加工工具－陶瓷结合的CBN磨具的性能调控技术，特别指出利用计算机程序设计可实现陶瓷结合剂性能的准确预测，配合CBN的表面镀覆技术以及工艺参数的调整，可对陶瓷结合剂CBN砂轮实现性能调控。     

高速超高速磨削工艺及其实现技术

高速超高速磨削加工是先进制造方法的重要组成部分，集粗精加工与一身，达到可与车、铣和刨削等切削加工方法相媲美的金属磨除率，而且能实现对难磨材料的高性能加工。本文主要论述了高速超高速磨削工艺技术的特点；分析了电主轴是高速超高速磨削主轴系统的理想结构，介绍了陶瓷滚动轴承、磁浮轴承、空气静压轴承和液体动静压轴承在主轴单元中的应用；超高速砂轮主要用电镀或涂层超硬磨料(CBN、金刚石)制成，介绍了超硬磨粒的特点和砂轮的修整，分析了在高速及超高速磨床上得到广泛应用的德国Hofinann公司生产的砂轮液体式自动平衡装置；介绍了高压喷射法，空气挡板辅助截断气流法，气体内冷却法，径向射流冲击强化换热法磨削液供给系统的特点；最后介绍了直线电机进给系统和声发射智能监测系统等实现高速超高速磨削的关键技术。     

单颗CBN磨粒高速磨削过程的仿真研究

为研究单颗CBN磨粒高速/超高速磨削的微观机理,以随机形状CBN磨粒为模型,采用Lagrange/Euler流固耦合方法,仿真分析不同工艺参数下的CBN磨粒磨削SHK-9高速钢的过程。结果表明:CBN磨粒（124~150μm）在切削深度a_p 20 μm、30 μm,切削速度120m/s时,切向磨削力达到最大,但在a_p 40 μm切削深度下反而最小。随着CBN磨料粒度尺寸变小,磨削力下降明显,磨粒可以在工件表面形成更为窄密的耕犁沟痕,配合适当的磨削深度有助于提高表面磨削质量。      

PCBN刀具断续干式切削ADI时切削力与寿命的研究

选用DBW85、DBC50、BN250、BN700四种牌号的PCBN复合片刀具断续干式车削等温淬火球墨铸铁(ADI),测定了在相同几何参数下的切削力和在不同速度下的刀具寿命。试验结果表明:(1)在所选用四种牌号PCBN刀具中,高CBN含量的BN700和DBW85断续加工ADI的性能,要优于低CBN含量的BN250和DBC50,其中DBW85性能最好。(2)高CBN含量的BN700和DBW85加工ADI时,切削速度可选择偏高一些,一般要大于130m/min,低CBN含量PCBN刀具加工ADI时,切削速度要选择偏低一些,在100m/min左右。(3)黏结剂中添加W元素可以有效抑制PCBN刀具切削ADI时的化学磨损,改善刀具韧性,有利于ADI的断续切削。