CO2超临界流体中制备镍基复合电铸层的微观组织和显微硬度

简单介绍CO2超临界流体(SCF-CO2)复合电铸的实验方法,采用扫描电镜(SEM)、数字显微硬度计对Ni-A12O3和Ni-金刚石复合电铸进行研究,分析SCF-CO2环境下制备的Ni-Al2O3复合电铸层(N1)和Ni-金刚石复合电铸层(N2)的表面微观组织,探讨强化颗粒(纳米A12O3和微米金刚石颗粒)、压力对N1和N2显微硬度的影响.结果表明,SCF-CO2环境下制备的N1表面光亮、平整,A12O3颗粒的分散效果好;随着Al2O3颗粒添加量增加,N1的显微硬度先逐渐上升后快速下降,在其添加量为60g/L、压力为14 MPa时,N1显微硬度最大,为11.4 GPa,是大气环境下制备的Ni-A12O3复合电铸层的2倍多,此时Nl中Al2O3颗粒的复合量为9.9％(质量分数).SCF-CO2环境下制备的N2表面含有黑色金刚石颗粒、微观组织呈胞状均匀分布;随着金刚石颗粒添加量增加,N2的显微硬度呈现先快速上升后逐渐下降的趋势,在金刚石颗粒添加量为60 g/L、压力为10MPa时,显微硬度最大,可达到9.1 GPa,当压力高于14 MPa后,N2的显微硬度快速下降.     

钎焊法金刚石表面金属化

为在金刚石颗粒表面直接形成与金刚石冶金结合的金属化层,分别将NiCr钎料、NiCr混合料、AgCuTi钎料分别在金刚石颗粒表面均匀地钎焊上一薄层。通过观察测试发现,不同的钎料形成的金属化层的表面形貌也不相同,对金刚石的强度影响不同;钎焊的金属化层均匀致密,与金刚石结合良好,其中NiCr钎料形成的金属化层表面平滑美观,但该钎料促使金刚石强度大幅下降;NiCr混合料及AgCuTi钎料在金刚石表面金属化过程中对金刚石强度影响不大;AgCuTi钎料金属化后用普通方法难于钎焊,NiCr混合料金属化后用普通钎料钎焊,润湿性与钎焊强度俱佳。     

电极对准干式电火花表面强化TC4强化层组织与性能影响

以石墨、紫铜、钨为强化电极,分别在正极性和负极性条件下对TC4钛合金进行混粉准干式电火花表面强化,分析了强化层微观组织结构及性能。结果表明:石墨电极负极性加工得到细长枝状组织及花瓣状,铜电极、钨电极负极性加工得到饼状组织结构且叠加层明显;3种电极正极性加工均得到质地均匀茂盛的花瓣状组织。强化层硬度较基体材料均有大幅提升,其中石墨电极和钨电极负极性加工、铜电极正极性加工时的强化硬度均超过HV1 000,最高约为基体的3.4倍。     

铜基体预沉积铜-金刚石复合过渡层金刚石膜的制备与表征（英文）

在铜基体表面电沉积铜-金刚石复合过渡层,采用电镀铜加固突出基体表面的金刚石颗粒,最后利用热丝化学气相沉积(HFCVD)法在复合过渡层上沉积大面积的与基体结合牢固的连续金刚石膜。采用扫描电子显微镜、拉曼光谱和压痕试验对所沉积的金刚石膜的表面形貌、内应力及膜/基结合性能进行研究。结果表明:金刚石膜由粗大的立方八面体颗粒与细小的(111)显露面颗粒组成,细颗粒填充在粗颗粒之间,形成连续的金刚石膜。复合过渡层中的露头金刚石经CVD同质外延生长成粗金刚石颗粒,而铜表面与粗金刚石之间的二面角上的二次形核繁衍长大成细金刚石颗粒。金刚石膜/基结合力的增强主要来源于金刚石膜与基体之间形成镶嵌咬合和较低的膜内应力。     

镍改性层增强铜基底沉积金刚石膜的形核(英文)

在铜基底溅射约100nm厚的镍改性层,然后置入纳米金刚石悬浮液中超声震荡加载籽晶,随后在热丝化学气相沉积设备中制备出晶体颗粒接近热力学平衡形态的高质量金刚石膜,其中sp2碳相含量低于5.56%。分别采用激光拉曼光谱、扫描电镜与X射线衍射对金刚石膜的形核与生长进行研究。实验结果表明:在溅射有镍改性层的铜基底上,金刚石的形核密度比在无改性层的铜基底上的形核密度高10倍。镍改性层的增强机制主要来源于两个方面:镍改性层的纳米级粗糙表面增强金刚石籽晶颗粒的吸附;镍改性层的强催化效应加速铜基底上金刚石形核生长所需的石墨过渡层的形成,从而促进金刚石的快速形核。     

基于表面质量分析的聚晶金刚石刀具电火花放电磨削试验研究

以2、10μm两种粒度的聚晶金刚石作为研究对象,以工艺试验结合材料学测试作为分析手段,简单对比了盘状电极和线电极加工的表面质量,研究了金刚石粒度、电极极性、电极转速对精密电火花放电磨削聚晶金刚石的表面质量和材料去除率的影响.结果表明:采用负极性加工时,加工表面未出现多孔结构,表面质量好,放电蚀除无选择性;随着电极旋转线速度增加,聚晶金刚石材料的去除量也逐步增加,聚晶金刚石材料的表面粗糙度值先减少后增加;在电极线速度达80 m/min时,聚晶金刚石样件表面粗糙度值达到最小值,聚晶金刚石材料的去除量也趋于稳定.     

金刚石的类型对加工氧化铝和玻璃的影响

本研究使用的是目前市场上用于工业磨削领域的很宽范围的金刚石颗粒。它们涵盖强度很小的无规则形状的多晶颗粒到强度很高的单晶颗粒。本篇论文将利用专用的模拟研磨实验，比较四种不同类型的金刚石颗粒在磨削加工氧化铝和玻璃时的性能。我们可以用这套实验方法测量磨削能、颗粒磨损率、颗粒磨损状况以及监控由于工件材料和金刚石类型的不同导致磨出表面的破坏情况。     

低温等离子复合技术川Ⅱ号包衣金刚石性能及应用

本文简介了低温等离子复合技术,采用该技术可以在单晶金刚石颗粒表面获得强力结合的多层金属层、合金层及陶瓷涂层。该技术还可使金刚石表面涂层与金刚石之间形成强键结构过渡层。多层结构的包衣金刚石具有许多优点：提高了单颗粒金刚石抗压强度、高温条件下的抗氧化能力以及提高包衣金刚石与胎体材料之间的冶金结合能力等等。最后介绍了我们用低温等离子复合技术制备的川Ⅱ号包衣金刚石锯片刀关的使用效果。     

电解研磨扩孔新技术研究

电解研磨扩孔是在吸收电解磨削、电解珩磨和金刚石类磨具研磨等技术优点的基础上开发的一种能浮动定心的高效、低成本的孔后处理加工技术。对该技术的工艺原理、表面粗糙度的影响因素、加工精度及磨具电极的使用寿命等方面进行了研究分析。试验结果和初步应用表明，该技术能有效去除孔加工后的变质层(如再铸层等)，改善表面粗糙度，降低或消除残余应力，提高表面质量。     

双阴极等离子溅射沉积TiC薄膜对金刚石工具性能的影响*

采用双阴极等离子溅射沉积方法对金刚石颗粒表面进行镀TiC处理。利用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)进行形貌和物相分析。使用金刚石单颗粒静压强度测定仪和人造金刚石冲击强度测定仪检测金刚石的静压强度和冲击韧性。以相同型号和粒度的普通金刚石颗粒为对比样品,讨论了镀TiC处理对金刚石工具的影响。结果表明,金刚石表面形成了一层均匀且致密的TiC薄膜,该薄膜以柱状方式沿垂直于金刚石表面方向生长。在镀层的保护下,金刚石的单颗粒强度和冲击韧性得到了提高。由于镀层改善了金刚石对胎料的润湿性,金刚石工具的冲击强度和抗弯强度也得到了提高。     

Interfacial characteristics of titanium coated micro-powder diamond abrasive tools fabricated by electroforming-brazing composite process

In this study, abrasive tools were fabricated by an electroforming-brazing composite process. The abrasive tools were prepared using micro-powder diamond (MPD) grits with and without titanium (Ti) coatings. The interface characteristics of the MPD diamond grits and filler alloy were investigated. The results show that the diamond grits are uniformly dispersed on the surface of the steel substrate without visible agglomeration, and the NiCr filler alloy has good wetting toward diamond grits. Compared to the uncoated diamond grits, the abrasive grains with a Ti coating have an ideal grain distribution and brazed joints, and no aggregation of Si element observed at its edge. There is a more stable carbide TiC that formed on its surface in addition to the chromium carbide. Furthermore, the coated diamond grits are not graphitized and show a better residual stress state. In the abrasive tools with Ti-coated diamond, numerous intermetallic compounds (IMCs) are formed in the brazing layer, but the formation of theγ-Ni-based solid solution is relatively slight. The IMCs increase the microhardness of the filler alloy and help improve the wear resistance of the solder layer.     

金刚石钻头钻进坚硬致密弱研磨性岩层的研究现状与进展

本文回顾了我国自推广金刚石钻进技术以来,金刚石钻头在坚硬致密弱研磨性岩层中钻进研究进展.比较和分析了用于解决该类岩层钻进防“打滑”的各种金刚石钻头研制情况,为今后进一步解决“打滑”问题提出了解决措施和研究方向:     

固结金刚石聚集体磨料垫高效研磨氧化锆陶瓷背板

氧化锆陶瓷背板的高效低损伤研磨加工是其在5G通讯应用中的前提。针对氧化锆材料的硬脆特性造成磨粒磨损严重的特点,以金刚石单晶和聚集体为磨料,制备固结磨料垫（FAP）,并对比研究其加工性能,探索了研磨液中碳化硅磨粒在固结磨料研磨垫自修整过程中的作用机理。结果表明:采用金刚石聚集体作为固结磨料垫的磨料,辅以碳化硅砂浆,能够明显提高研磨速度,改善表面加工质量。采用粒度230/270的金刚石聚集体固结磨料研磨垫,辅以颗粒尺寸3~5 μm的绿碳化硅砂浆,氧化锆陶瓷研磨时材料去除率达2.5 μm/min以上,表面粗糙度值R_a为74.9 nm。      

金刚石复合片主要缺陷及产生的原因讨论

本文简要介绍了在金刚石复合片（PDC）的生产和检验过程中经常出现的几种主要缺陷：如分层、欠烧、表面出现针眼和黑点等,对这些缺陷产生的原因从生成机理上进行了初步的分析,并结合作者的实践经验,提出了一些解决问题的思路和方法。     

Correlation between residual stress and abrasive wear of WC–17Co coatings

This investigation had been conducted to determine the influence of residual stresses on the abrasive wear resistance of HVOF thermal spray WC–17 wt.% Co coatings, as well as to derive stress relaxation after cutting by wire electric discharge machining (EDM). The abrasive wear properties of the coatings were characterised using an ASTM-G65 three body abrasive wear machine with silica sand as the abrasive. The residual stress was measured by means of X-ray diffraction techniques, on the coated samples before and after the abrasive wear tests. Compressive residual stresses were observed in the surface layer of the large coated samples. However, stress relaxation results after cutting into small sizes were distinctly different. There was strong correlation between residual stresses in the surface layer and abrasive wear resistance, as well as yield strength of a material.     

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。      

电解研磨复合加工技术在孔后处理中的应用

电解研磨复合加工方法是把电解加工和研磨加工结合起来，利用中性电解液通以适当的电流，在磨料研磨和电解溶解共同作用下，对零件进行快速、高效的精密加工。把这一加工技术运用于孔后处理中，对该技术的工艺原理、表面粗糙度的影响因素、加工精度及金刚石磨头的使用寿命等方面进行了研究分析。试验结果表明，该技术能有效去除孔加工后的变质层（如再铸层等），降低表面粗糙度值，降低或消除残余应力，提高表面质量。     

MPCVD多晶金刚石片的研磨均匀性分析

在游离磨料研磨过程中,研磨的驱动方式及工艺参数等直接影响加工后工件的平面度和表面粗糙度。为了探究基于旋摆式驱动的游离磨料研磨工艺参数对MPCVD多晶金刚石片平整化的影响,建立旋摆式驱动平面研磨过程中的单磨粒运动学模型,根据实际研磨过程采用多磨粒随机分布模型进行计算机仿真计算,引入多磨粒轨迹的均匀性离散系数对磨粒轨迹均匀性进行分析。结果表明:当转速比取值等于0.5时,磨粒轨迹离散系数最大;当转速比小于等于0.5时,离散系数与转速比为正相关;研磨盘摆动弧线的弦长大于金刚石片直径时,磨粒相对于整个金刚石片表面的运动轨迹分布较为均匀;计算机仿真计算得到了研磨最优参数,并通过2英寸MPCVD多晶金刚石片研磨试验验证了仿真结果的有效性。研磨后金刚石片表面PV值为2.4 μm,表面粗糙度R_a达到139 nm,材料去除率d_MRR为10.1 μm/h。      

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。