残余应力对硬质合金强度特性的影响

在刃磨硬质合金刀具时,获得广泛应用的是用砂轮端面的金刚石磨削和电金刚石磨削法.由于金刚石砂轮具有独一无二的物理一机械性能和高切削能力,故取代了碳化硅砂轮.但是,硬质合金刀具的表面层质量,即其使用性能将与金刚石刃磨的用量有关.     

硬质合金复合电加工刃磨技术及设备研究

一、引言随着硬质合金刀具的广泛推广和使用,硬质合金刀具的刃磨工艺已成为当前急需解决的一个重要课题。目前国内硬质合金刀具的刃磨基本上都是用昂贵的金刚石砂论通过机械磨削法以硬对硬进行加工,成本高,工效慢,劳动强度大。我们与重庆工具厂合作,针对该厂硬质合金滚刀生产中的铲磨工艺生产效率低,金刚石砂轮消耗大;加工周期长的难     

热丝CVD金刚石薄膜涂层工具的制备技术及应用研究

本文通过电子增强热丝CVD方法在硬质合金基体上沉积金刚石薄膜 ,对硬质合金基体进行酸洗、表面研磨处理后用气相沉积方法沉积约 1μm厚的金属W膜层 ,在形核初期采用逐渐升高的偏流以去除表面形成的非晶C膜 ,并增加金刚石的形核密度和增强W的扩散作用 ,形成多种W -C化合物以增强金刚石薄膜与硬质合金基体的结合力 ,通过这种工艺制备了与基体结合力良好的金刚石薄膜。采用两种途径制备金刚石薄膜涂层工具 ,其一为在YG6硬质合金圆片上沉积约 80 μm的金刚石薄膜 ,经激光切割成 6mm× 6mm的合金片 ,用砂轮抛光 ,焊接在钢制刀柄上 ,经刃磨后制作成木工工具刀头 ;另一是直接在YG6硬质合金钻头这种复杂形状工具上沉积约 10 μm厚的金刚石薄膜制成金刚石工具。对两种工具分别进行使用性能测试 ,木工工具用于加工Al2 O3 复合木地板 ,测试结果表明金刚石薄膜涂层木工工具与硬质合金工具相比 ,使用性能有明显提高 ,寿命提高一倍以上 ,但由于刀刃后角处无金刚石层保护 ,使用中出现明显的后角磨损 ,未能达到理想效果 ;金刚石涂层钻头用于加工硬质合金时在使用初期有明显效果 ,但由于磨损很快 ,使用寿命低 ,经观察分析 ,主要是由于金刚石膜晶粒粗大造成表面光洁度不高 ,使用中刀刃处的金刚石薄膜涂层易于出现应力集中     

硬质合金钻头刃磨裂纹产生的原因及其预防措施的研究

根据硬质合金材料"三高二低"的特性,可知硬质合金钻头在刃磨过程中极易产生裂纹。简述钻头的刃磨工艺,深入细致地研究了硬质合金钻头刃磨裂纹产生的各种原因,并提出了切实可行的预防措施。采用这些预防措施显著减少了该类钻头刃磨过程中裂纹的产生,对降低企业的生产成本具有重要意义。     

孕镶金刚石硬质合金基底上沉积金刚石涂层工艺研究

为提高金刚石涂层和基底的结合力,采用化学气相沉积方法在普通硬质合金和孕镶金刚石硬质合金基底上分别沉积金刚石涂层,并通过扫描电镜、拉曼光谱和压痕分析对比研究其结合性能。结果表明:在孕镶金刚石硬质合金基底上可以实现金刚石的同质与异质外延生长;在孕镶金刚石硬质合金基底上沉积的金刚石形核率高,晶形大小均匀,涂层表面平整;孕镶金刚石基底金刚石涂层的结合力优于硬质合金基底金刚石涂层膜基界面的结合力。在孕镶金刚石硬质合金基底上沉积金刚石膜可扩大金刚石涂层的应用范围。      

单晶金刚石微型刀具刃磨试验研究

刀具刃磨质量是影响零件加工质量的重要因素之一。为提高单晶金刚石刀具刃磨质量,采用铜盘、铁盘、铜基碳化钨盘和铝基碳化硅盘四种不同的磨盘进行刃磨对比试验。观测分析刃磨后磨盘的表面形貌、材料去除率和刀具的刃口形貌、圆弧半径。结果发现:铜盘和铁盘刃磨过程中不能保证单晶金刚石的完整性,铜基碳化钨盘和铝基碳化硅盘加工可以获得较好的刀具质量。而铜基碳化钨盘通过促进单晶金刚石的氧化反应,在刃磨后获得的刀具刃口圆弧半径稳定在1 μm以内。      

CN1751848高效低廉的高精度金刚石刀具机械刃磨加工方法

高效低廉的高精度金刚石刀具机械刃磨加工方法，它属于超精密切削加工技术领域。为解决金刚石刀具的制备比较困难的问题，本发明按照下述步骤进行：调节金刚石刀具机械刃磨机床平衡；研磨盘工作表面经过精车成形后进行精细抛光，然后涂覆金刚石磨粒；对研磨机床主轴系统进行精细动平衡；装卡金刚石刀具，刀体卡具调水平；打开气源，开启金刚石刀具刃磨机床电源，调节机床主轴转速；调整前刀面刃磨方向为易磨方向，并调节刀具前角；在主轴工作转速为1800—2500r／min、研磨压力为金刚石刀具装卡系统自重的条件下刃磨刀具。本发明具有刃磨工艺简单、     

金刚石含量对金刚石强化硬质合金耐磨性影响

随着采矿和城市基建等行业的发展,对硬质合金的耐磨性提出了更高的要求。通过添加金刚石增强硬质合金的耐磨性是一种可行的新思路。本研究采用放电等离子体烧结技术（SPS）制备了金刚石体积分数为0～15%金刚石增强硬质合金,分析了合金中金刚石石墨化程度并采用砂轮法研究了材料的磨损性能。结果表明：该条件制备的硬质合金中金刚石均未转变为石墨;金刚石可以增强硬质合金的韧性;硬质合金的磨损系数K随着金刚石含量的增加先增加后降低。金刚石颗粒之间的距离减小会导致基体对金刚石颗粒的把持力降低,使金刚石颗粒易脱落且金刚石脱落形成的脱落坑也将作为缺陷降低合金的耐磨性。     

专利信息

有缺Co区的表面刻槽的聚晶金刚石硬质合金复合片 本发明公开了一种有缺Co区的表面刻槽的聚晶金刚石硬质合金复合片,包括硬质合金层和聚晶金刚石层;硬质合金层由碳化物（通常为碳化钨-WC）和结合剂（通常为Co）组成,聚晶金刚石层则由金刚石和催化粘结剂（通常为Co）组成;在金刚石层表面上刻划有刻槽 。     

PCD刀具加工有色金属的研究

本文主要研究PCD刀具加工有色金属时刃口及后刀面的刃磨质量对切削表面质量的影响。首先对PCD刀具切削有色金属模型进行了分析研究,然后分别采用金属结合剂金刚石砂轮、树脂结合剂金刚石砂轮和陶瓷结合剂金刚石砂轮刃磨出三把不同质量的PCD刀具进行了切削对比试验,并用扫描电镜对切削表面微观形貌进行了观察分析,发现加工有色金属时,PCD刀具后刀面与刃口刃磨质量对切削表面质量有着同等重要的影响作用。     

陶瓷结合金刚石砂轮磨削硬质合金表面粗糙度的研究

本文采用正交试验法研究了砂轮线速度、横向进给速度、磨削深度和磨削行程四种磨削参数对陶瓷结合金刚石砂轮磨削硬质合金表面粗糙度的影响,通过显微镜观察了硬质合金的表面加工质量,分析了影响表面加工质量的因素,得出了优化的工艺参数.结果表明:四种磨削参数对硬质合金表面粗糙度的影响顺序为:横向进给速度＞砂轮线速度＞砂轮行程＞磨削深...     

高效加工硬质合金沉孔用新型金刚石工具与工艺研究

介绍了一种加工硬质合金沉孔用新型金刚石工具与加工工艺。采用电镀和烧结金刚石磨头在数控铣床上,以螺旋进刀的加工方式,在不同进刀量和进给速度条件下,研究加工效率和磨头寿命的关系;研究不同尺寸、槽型的电镀和烧结金刚石磨头对不同材质的硬质合金沉孔的加工效率和沉孔精度等的影响;并采用扫描电镜（SEM）和光学显微镜分析金刚石磨头的显微组织。结果表明:与电镀金刚石磨头相比,烧结金刚石磨头具有更好的使用寿命和加工效率,将传统硬质合金沉孔（φ13 mm×5 mm）每孔的加工时间由2 h缩短为10~15 min,且每只磨头的打孔寿命约为33~42个。该研究有望进一步增大硬质合金等硬脆带孔材料的应用范围。      

A study of grinding silicon nitride and cemented carbide materials with diamond grinding wheels

This paper presents selected results of the grinding of silicon nitride and cemented carbide materials with diamond grinding wheels, which will in later research be extended to the grinding of ceramic-cemented carbide compound drill tools. In these fundamental experiments four different types of diamond grinding wheels were used in face grinding processes. The diamond grinding wheels vary by the grain size, the grain concentration and the bonding material. The relevant influencing variables such as the cutting and feed speed and the coolant supply method were varied to investigate the effect on grinding of the two different workpiece materials, the brittle silicon nitride workpiece material and the ductile cemented carbide workpiece material. Some factors, which have significant effects, like the radial wear of the grinding wheel, the components of the grinding forces, the normal and the tangential grinding force, and the surface quality of the ground workpieces are discussed in detail.     

钎焊金刚石砂轮磨削硬质合金温度的试验研究

根据半人工热电偶测温原理制备了磨削测温试样,利用感应钎焊金刚石砂轮和电镀金刚石砂轮进行硬质合金YG6的磨削试验,研究了磨削深度、工件进给速度对工件表面磨削温度的影响。试验结果表明:在相同的磨削参数下感应钎焊金刚石砂轮的磨削温度要远低于电镀金刚石砂轮,且随着磨削深度和工件进给速度的增大磨削温度上升较为平缓,钎焊金刚石砂轮磨粒出露高度高、容屑空间大,磨粒呈有序排布是磨削温度较低的主要原因。     

基于钎焊涂覆的树脂结合剂金刚石砂轮及性能研究

利用钎焊方法对单晶RVD和多晶PDGF1 2种金刚石磨料表面进行涂覆,制备涂覆前后4种磨料的树脂结合剂金刚石砂轮。研究钎焊过程对金刚石磨粒表面形貌和力学性能的影响,并测试不同砂轮加工硬质合金时的磨削性能。结果表明:钎焊涂覆方法可以在金刚石磨料表面有效包覆一层钎料合金涂层,涂层与金刚石磨粒间形成TiC界面结合。与涂覆前磨粒相比,涂覆后RVD磨粒的冲击韧性(TI)值减小了6%,PDGF1磨粒的TI值增大了42%。用钎焊涂覆PDGF1磨料制作的树脂结合剂金刚石砂轮拥有更低的磨削力和更高的磨削比, 但用钎焊涂覆RVD磨料制作的树脂结合剂金刚石砂轮的结果则相反。在相同加工参数下,4种砂轮磨削硬质合金的表面形貌相似,其表面粗糙度在0.50～0.68 μm。      

铸铁结合剂金刚石砂轮ELID磨削硬质合金的性能研究

硬质合金具有硬度高、强度好、耐腐蚀和耐磨损的特点,采用传统方法难以满足精密及超精密加工的技术要求.本文采用不同粒度的铸铁结合剂金刚石砂轮ELID镜面磨削硬质合金,得到了不同加工效率以及不同加工表面质量的硬质合金磨削效果,揭示了不同粒度砂轮其磨削性能变化的规律与作用.实验结果表明:在相同的进给量下,粗粒度砂轮的磨削效率较高,能更好地控制工件的尺寸精度.细粒度砂轮则磨削效率较低,但能获得优良的加工表面质量.砂轮表面的氧化膜在磨削过程中扮演非常重要的角色,磨粒的粒径与砂轮表面氧化膜厚度的比值大小决定了砂轮的磨削性能.氧化膜的形成又受到电解参数的影响,可以通过对电解参数的调节实现高效率高精度的ELID磨削.     

树脂结合剂金刚石堆积磨料砂轮磨削YG8硬质合金

为探究金刚石堆积磨料在树脂结合剂砂轮中的磨削性能,采用ZLB-60旋转式制粒机制备了金刚石浓度为150%、200%、250%的陶瓷结合剂金刚石堆积磨料,其单颗粒静压强度分别为61 N、65 N、36 N。选用金刚石浓度为200%的金刚石堆积磨料与相同原始粒度的单颗粒金刚石配比制备金刚石浓度为100%的树脂结合剂金刚石砂轮,在自制磨削平台上对YG8硬质合金进行磨削性能测试。磨削结果显示:当金刚石堆积磨料体积分数为30%时,树脂结合剂金刚石砂轮的磨削性能最佳,磨削比为145.11,磨削效率为13.64 g/h,较相同原始粒度单颗粒金刚石砂轮的分别提高了152%和40%。      

Low-pressure synthesis of polycrystalline diamond abrasive

Polycrystalline diamond abrasives are used extensively for grinding of cemented tungsten carbide. Although these diamond crystals are somewhat weaker than the well formed cubo-octahedral crystals, they are ideal for grinding cemented carbide without causing surface integrity problems (metallurgical damage and microcraking due to thermal and mechanical stresses). Polycrystalline diamond of this type is currently produced by the high-pressure—high-temperature (HP-HT) technique. In this paper, we report an alternative technique for the production of polycrystalline diamond abrasive, namely combustion synthesis, using a simple oxy-acetylene torch. Although the growth rates by this technique are currently two orders of magnitude lower than the HP-HT technique, in view of the simplicity of this technique, the low cost of equipment as well as the lower running and maintenance costs (compared to the HP-HT presses, dies, power, etc.) activated chemical vapor deposition (CVD) diamond synthesis has potential for becoming an alternative approach to the growth of diamond crystals for abrasive applications. The situation will be more favorable with further advances in the low-pressure, activated CVD processes, which are still in their initial stages of development (similar to the HP-HT situation in the late 1950s), while the HP-HT process is more or less a matured technology.     

纳米硬质合金磨削温度及热量分配比例试验研究

为了对纳米硬质合金磨削温度及热量分配比例进行深入研究,同时探讨不同粒度硬质合金间的差异,为多种粒度硬质合金的磨削加工及质量控制提供参考,选择以纳米硬质合金GU092为主的3种硬质合金进行磨削试验。结果表明：相比普通硬质合金,纳米硬质合金的磨削温度较低,热量分配比例较高,在2.5%～11.8%之间;磨削温度随晶粒度变细而降低,且细粒度材料表面的塑性变形小,磨削时消耗的能量更少;热量分配比例随着晶粒度的变细而增加,细粒度硬质合金的物理机械性能更强,导热性能更好。在考虑加工效率的前提下,适当降低磨削深度、增大进给速度,有助于降低温度、提高质量。     

等离子体技术在提高硬质合金工具上金刚石薄膜附着力方面的应用

金刚石薄膜具有优异的性能，作为切削工具表面的保护性涂层，可以大幅度提高工具的使用寿命以及加工精度。硬质合金是一种广泛使用的工具材料，在其表面沉积高附着力的金刚石薄膜时存在着困难。等离子体中离子、原子或分子具有高的反应活性，等离子体技术在金刚石薄膜的制备中有着广泛应用。利用等离子体技术可以极大的消除因金刚石薄膜与硬质合金基体之间存在热应力以及由硬质合金中的钴粘结剂在化学气相沉积金刚石薄膜过程中的促石墨化作用而产生的不利影响，提高金刚石薄膜与硬质合金基底之间附着力。本文综述了等离子体技术在提高硬质合金工具表面金刚石薄膜附着力方面的研究进展。