金属胎体对金刚石把持力的概述

把持力指的是胎体对金刚石颗粒的包镶能力,它能够直接定量地衡量金刚石颗粒在胎体中被牢固黏结而不脱落的程度,是影响金刚石工具使用性能和工作寿命的关键因素。我们从把持力的形成机制出发,介绍了把持力研究的重要意义以及提高把持力的方法。然后,分别介绍了定性分析法、抗弯强度分析法、弹性力学方程表征法、拉曼光谱分析法、抗拉强度试验法及张力环试验法等胎体对金刚石把持力的计算与评价方法。最后,总结了目前胎体对金刚石把持力研究存在的问题并给出了一些相应的建议。     

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。     

电镀金刚石线锯镀镍层力学性能及磨粒把持力研究

电镀工艺参数直接影响电镀金刚石线锯镀镍层的力学性能且难以测定。按金刚石线锯电镀工艺制备电镀试件,利用纳米压/划痕仪、X射线衍射仪测试试件的力学性能,得镀镍层的硬度、弹性模量、残余应力以及镀镍层与线锯基体的结合强度。简化计算镀镍层对金刚石磨粒的把持力。根据试验获得的镀镍层力学参数建立磨粒把持力有限元模型并进行仿真分析。简化计算与仿真分析的结果一致性较好。      

预合金粉在金刚石工具烧结中的钎焊作用

通过增加钴、镍、铬、钛的比例可以提高胎体对金刚石的把持力,从而达到提高金刚石工具寿命的目的,但是过硬的胎体降低工具的切削效率.为解决寿命和效率的矛盾,采用预合金粉末替代单质金属粉加入胎体粉中热压烧结,使得胎体粉和金刚石颗粒之间形成钎焊连接.简述了金刚石工具中人造金刚石的存在状态,分析了金刚石从出刃、刻划、切削、磨损、暴露、破碎到脱落的使用寿命过程,指出工具使用中大量的金刚石并非磨损失效,而是以破碎、脱落形式流失.分析了金刚石脱落、流失的主要原因是金刚石把持力不够导致了金刚石早期脱落.研究结果表明:预合金粉末法可以实现胎体与金刚石的钎焊连接,预合金粉末的成分和热压烧结工艺决定了对金刚石的钎焊连接的效果.应用结果显示:预合金粉末中含有强碳化物形成元素,预合金粉与金刚石的亲和力强,在烧结过程中可以实现胎体与金刚石的钎接,使金刚石的出刃高度大大提高;预合金粉的熔化温度区间与烧结温度相匹配,避免了刀头的毛刺、飞边,减小裂纹发生倾向.     

预合金粉在热压烧结中的扩散行为及作用

简述了金刚石脱落的主要原因是胎体把持力不够造成的,预合金粉末的使用明显提高了胎体和金刚石的连接强度.研究结果表明,预合金粉末法可以实现胎体与金刚石的扩散连接;预合金粉末的成分不同,其与金刚石表面的润湿性差异较明显;温度对预合金粉末的扩散行为有显著影响;预合金粉末与金刚石热压烧结气氛不同,对两者之间的连接效果也会有致命的影响,将影响金刚石刀头的使用寿命.     

水雾化预合金粉在加工混凝土锯片中的研究与应用

研究了水雾化预合金粉,测试不同的预合金粉胎体成分配比以及烧结工艺,提高胎体对金刚石的把持力,提高锯片的切割效率,保证切割寿命。     

金刚石工具中金刚石与胎体结合力的提高方法

由于金刚石具有高硬度、高强度、高耐磨性等一系列优异的物理化学特性,被广泛地用来制备金刚石工具.但金刚石工具中存在的把持力不足、颗粒脱落、氧化、石墨化等问题,严重影响了工具的使用寿命和效率.文章介绍了提高金刚石工具中金刚石与胎体结合力的两大类方法:用表面金属化、表面粗化方法提高金刚石与胎体机械镶嵌力;用气相沉积法、化学镀而后热处理法、盐浴法使金刚石与金属形成化学键结合.通过实施以上方法可以有效地解决金刚石工具中颗粒的结合力问题.     

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。     

钎焊金刚石接头热应力场有限元仿真及试验研究

根据实际金刚石钎焊微观界面特征,建立有限元几何模型,采用弹塑性有限元方法,仿真分析金刚石钎焊接头在感应钎焊冷却过程中的热应力场动态变化及残余热应力分布特征,并采用显微激光拉曼光谱法测量金刚石磨粒残余热应力大小。结果表明,热物性差异是影响钎焊接头热应力的主要因素;金刚石磨粒形状特征对热应力有较大影响;钎料的塑性变形对热应力具有一定的缓解作用;在金刚石钎焊接头残余热应力场中,金刚石层侧旁的Ti C层主要承受拉应力,而其他部位主要承受压应力;残余热应力测试验证结果与仿真热应力大小基本相符合。     

铸铁短纤维结合剂金刚石圆锯片的研制

在研究成型、烧结工艺参数对铸铁短纤维烧结性能影响的基础上,研制新型金刚石锯片——铸铁短纤维结合剂金刚石圆锯片。在250 MPa,940℃条件下热压烧结10 min后,获得的金刚石锯片其刀头具有较高的密度(6.92 g/cm3)、强度和硬度,胎体对金刚石有较高的把持力,切削锋利,使用寿命偏短。制造铸铁短纤维结合剂金刚石工具,热压成形低温烧结工艺要优于冷压成形高温烧结工艺。     

激光冲击铝合金微结构演化及力学行为的分子动力学模拟

目的 揭示激光冲击铝合金的微结构演化过程及塑性变形机制,探究残余应力产生的机理,为激光冲击提升铝合金力学性能提供理论参考。方法 基于分子动力学模拟,采用活塞冲击法实现多晶铝合金(Al-Mg-Zn-Cu)在不同加载速度下的冲击强化。利用共邻分析法和位错提取法,研究铝合金的微结构演化过程、位错分布以及激光冲击影响铝合金力学性能的内在机理。结果 在冲击波加载阶段,当高速冲击波作用时,铝合金出现大量滑移系,产生高密度位错。在保载阶段,位错集中在晶界附近,导致多晶铝合金发生晶界塑性变形。在卸载阶段,不同类型位错之间进行了相互转化。铝合金两端晶粒和晶界的塑性变形,导致了残余压应力的产生。对完全卸载后的铝合金进行单轴拉伸模拟,发现0.7 km/s和1.0 km/s的冲击速度下,残余压应力抵消了部分拉伸应力,变形晶界附近产生新的位错,且晶界发生迁移和合并,导致极限应力分别提升15%和22%。结论 激光冲击对Al-Mg-Zn-Cu铝合金的微结构及力学性能影响显著,在高速冲击波作用下,铝合金两端发生剧烈的塑性变形,导致残余压应力的产生。单轴拉伸时,残余压应力抵消了部分拉伸应力,且铝合金晶粒内发生原子变形产生新的位错,同时晶界发生运动,最终使得极限应力增大,铝合金的力学性能得到提升。     

Influence of pre-plastic deformation on thermal residual stress and yield st rength of SiCw/Al composites

1　ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＤｕｅｔｏｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｏｆｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆｔｈｅｒｍａｌｅｘｐａｎｓｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔａｎｄｔｈｅｍａｔｒｉｘｉｎＳｉＣｗ/Ａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ,ｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｒｅｓｉｄｕａｌｓｔｒｅｓｓｉｓｎｏｔａｖｏｉｄｅｄｗｈｅｎｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓｃｈａｎｇｅｄ[1,2].Ｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｒｅｓｉｄｕａｌｓｔｒｅｓｓｃａｎｌａｒｇｅｌｙａｆｆｅｃｔｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ,ｓ…     

PAG淬火介质冷却速率对2A12合金性能的影响

2A12铝合金经固溶时效处理后综合应力的问题一直是制约生产加工的"瓶颈"。对2A12铝合金采取PAG介质淬火,分析其冷却速率对2A12铝合金残余应力、显微组织、常规机械性能、微塑性变形抗力及尺寸稳定性的影响。结果表明,PAG介质处理后2A12合金的残余应力明显降低,提高了铝合金零部件加工的尺寸稳定性。     

基于纳米动力学分析的钛薄膜力学行为和疲劳性能研究

利用纳米压痕试验研究了不同厚度钛薄膜的力学行为和疲劳性能。在纳米级动态力学分析的基础上,根据储存刚度的变化定量计算了薄膜的疲劳寿命。结果表明,薄膜的疲劳寿命与残余应力有显著的关系。压痕原位扫描图像显示,薄膜出现明显堆积分层,长裂纹从压头中心向压头边缘垂直延伸。而且,压痕周围积累了大量的应力,纳米级动态加载过程产生了高度局域化的塑性变形和应力释放。薄膜内部的残余压应力将抵消部分载荷应力,提高薄膜的疲劳寿命。     

焊接应力场与应变场的计算与讨论

经典的观点认为焊缝存在残余压缩塑性应变,而目前有学者认为焊缝是在冷却的过程中形成的,与加热过程无关,认为焊缝只存在拉伸塑性应变,而不存在压缩塑性应变.针对这一对传统残余塑变理论的质疑,采用有限元方法对薄板熔焊对接接头纵向应力和应变的瞬态变化以及由焊缝中心到母材边缘的纵向应力和应变分布情况进行了计算.结果表明,焊缝及近缝区存在着残余压缩塑性应变,应力状态为拉应力,由焊缝中心到母材边缘其纵向应力由拉应力转变为压应力,纵向压缩塑性变形量逐渐下降,离焊缝较远受温度场影响较小的母材不产生塑性变形.     

滚压抛光及在轴颈加工中的应用

介绍一种新的表面加工方法.该方法通过对工件表面进行冷挤压产生塑性变形,使得工件粗糙度得到提高,并使表面产生硬化层和残留压应力,提高了轴类零件的耐磨和抗疲劳性能.具体介绍了该方法在船舶发动机的运动件轴颈加工上的应用.     

关于焊接应力变形两个问题的进一步探讨

讨论了焊缝是否存在压缩塑性变形问题和拉达伊D应力应变原理图存在的问题。指出刚刚经历熔化—凝固过程的焊缝不存在压缩塑性变形 ,一直承受拉伸塑伸变形。拉伸塑性变形区的范围要比拉达伊D的原理图上给出的大得多 ,对拉达伊D的原理图进行全面修改 ,提出新的焊接热应力应变原理图。在新原理图中 ,三组曲线分别是升温—降温、压缩—拉伸和拉伸弹性—塑性变形的分界线。将等温线所处的温度明确为熔点 ,它包围的区域为熔池。取消弹性卸载区的提法 ,改为弹性变形区。整个焊接板由弹性变形区、压缩塑性变形区、拉伸塑性变形区和熔池组成。     

焊接应力变形原理若干问题的探讨(二)

提出焊接残余应力形成和消除原理:焊接残余应力不是压缩塑性应变引起的,而是由于焊缝和近缝区金属在"力学熔点"及以下温度冷却收缩受阻产生的;消除焊接残余应力不是产生拉伸塑性应变以减少、抵消和补偿压缩塑性应变,而是将残余弹性应变转变为塑性应变;消除焊接残余应力并不是必须去除固有应变,部分去除或完全不去除固有应变也能完全消除残余应力.提出随焊后热精确控制应力变形焊接法,既可实现无应力焊接和无应力无变形焊接,也可实现适当压应力无变形焊接和较大压应力微变形焊接;并对传统方法与有限元法进行了分析比较.     

大尺寸渐开线齿圈精冲技术

针对大尺寸渐开线齿圈的结构特点,结合精冲工艺特征分析了精冲制齿工艺的技术难点,设计了精冲模具。为了满足精冲工艺过程所需的三向压应力,针对性地开发了凸起式反压板结构和窄边凹模结构。结合凸起式反压板结构和窄边凹模结构特点,开展了大尺寸渐开线齿圈零件数值模拟实验和精冲制齿工艺实验,并对所加工的零件进行了检测。采用精冲工艺加工的大尺寸渐开线齿圈剪切面无撕裂,齿部变形区材料在三向压应力作用下,发生了较大的塑性变形,产生了加工硬化,齿部硬度值有了很大提升,提高了齿部耐磨性。所加工的齿圈零件齿根部表面硬度可达384 HV,齿侧部表面硬度相对于齿根部较低,硬度最大处为344 HV。通过精冲加工的齿圈零件齿部具有较高的残余压应力,能够提高零件齿部的耐疲劳性能,有效地增加了零件的使用寿命。零件齿部切向残余压应力为290.4 MPa,轴向残余压应力为455.6 MPa。