聚晶金刚石表面加工质量对比试验研究

为解决聚晶金刚石(PCD)表面加工成型和抛光难题,提高PCD加工效率和表面加工质量,采用电火花粗、精放电加工工艺及金刚石砂轮磨削加工工艺对PCD表面进行加工,并采用SEM、EDS、XRD和Raman等观察分析不同加工方式下PCD的表面形貌、表层组织及结构,对不同加工方式下PCD的显微硬度和耐磨性进行测试,考察不同加工方式对PCD表层微结构与力学性能的影响。结果表明:电火花加工后PCD表面会发生金刚石石墨化,而机械磨削加工后则不会;电火花精加工后PCD的显微硬度和耐磨性分别是5 613 HV 10和Q 5.8×104,机械磨削加工后则分别是5 727 HV 10和Q 5.4×104,二者相比变化不大,而电火花粗加工后的则是4 604 HV 10和Q 4.7×104,性能降低明显。同时提出放电加工后PCD表面变质层的概念,并讨论其变质层产生的原因。      

沉积气压对CVD金刚石涂层质量的影响

沉积气压对CVD金刚石涂层沉积的质量有着重要的影响。实验采用单一变量法,在其他工艺参数一定的条件下,考察了不同沉积气压下涂层的质量。利用扫描电镜、Raman光谱仪、洛氏硬度计分别对样品的表面形貌、成分、涂层结合力进行测定。结果表明:沉积气压过低或过高都不利于涂层的生长。对于两步法,当控制碳源体积浓度为2%、沉积功率4 kW、热丝与基体的距离为5 mm时,最佳的反应气压为3 kPa,沉积后的涂层质量能达到最佳。     

国内主要厂家金刚石锯片的胎体成分和性能研究(上)

采用扫描电子显微镜和能谱分析对国内主要厂家的金刚石锯片的胎体成分、微观形貌和烧结情况进行分析研究,并对实际切割效率进行对比.结果表明,目前国内金刚石锯片胎体主要以Cu、Fe为主,其含量约占胎体总量的70％左右;金刚石锯片刀头中的金刚石晶形完整,胎体烧结致密,且胎体与金刚石界面结合较紧密;不同的金刚石锯片根据胎体中主要金属含量的不同,适用于切割不同的岩石,且实际使用性能良好,寿命均在150～170m2之间.     

金刚石合成叶蜡石腔体不同区域相结构计算分析

选取高温高压合成金刚石后的固体密封传压介质叶蜡石为研究对象,将WC顶锤与白云石之间的叶蜡石分成四个层面,采用X射线衍射对四个层面都进行了相结构测试与分析,并同时对四个层面的物相成分进行了半定量分析.结果表明:高温高压条件下叶蜡石的晶体结构发生了明显的变化,并逐渐相变成硬水铝石、柯石英、方英石;半定量分析结果表明,表层叶蜡石质量分数为83％,硬水铝石17％,靠近白云石的叶蜡石质量分数为59％,硬水铝石30％,柯石英8％,方石英3％,由叶蜡石粉压块表层到内部,叶蜡石结构逐渐被破坏,其它物相含量增加.这对于开展计算机模拟合成金刚石腔体温度场、压力场分布的工作提供了更加准确的物性参数获得方式.     

PcBN刀具硬态干切削条件对切屑形貌的影响

通过对PcBN刀具硬态干切削GCr15轴承钢的试验研究,观察分析研究了不同切削条件对切屑形貌的影响.结果表明,随着切削速度的增加,切屑锯齿化程度也越高,当切削速度大于200m/min时,切屑类似于挤裂状;随着进给量的增加,切屑的锯齿化程度越来越明显,且在进给量达到0.5mm/r时,切削产生严重变形;随着背吃刀量的增加,切屑的卷曲程度越大,但对锯齿化影响并不大,但当背吃刀量为0.05mm时,切削基本呈带状.     

电镀高饱和磁感应(Bs)CoNiFe软磁薄膜研究

研究了电沉积 CoNiFe 合金薄膜镀液中主盐离子浓度对膜层磁性能的影响。用振动样品磁强计(VSM)和四探针等方法测试分析了膜层的物理性能。结果表明膜层的物理性能与合金镀液中的主盐离子浓度密切相关,镀液中Ni2 、Fe2 、Co2 浓度分别为0.2、0.012和0.063mol/L时,电沉积的 CoNiFe合金膜层的电磁性能较佳。其饱和磁化强度 Bs 达 1.9T,矫顽力Hc 为91.5A/m,电阻率为45μΩ·cm,在 1MHz下磁导率μi 为602。     

金刚石合成叶蜡石腔体不同区域相结构计算分析

选取高温高压合成金刚石后的固体密封传压介质叶蜡石为研究对象,将WC顶锤与白云石之间的叶蜡石分成四个层面,采用X射线衍射对四个层面都进行了相结构测试与分析,并同时对四个层面的物相成分进行了半定量分析。结果表明：高温高压条件下叶蜡石的晶体结构发生了明显的变化,并逐渐相变成硬水铝石、柯石英、方英石;半定量分析结果表明,表层叶蜡石质量分数为83%,硬水铝石17%,靠近白云石的叶蜡石质量分数为59%,硬水铝石30%,柯石英8%,方石英3%,由叶蜡石粉压块表层到内部,叶蜡石结构逐渐被破坏,其它物相含量增加。这对于开展计算机模拟合成金刚石腔体温度场、压力场分布的工作提供了更加准确的物性参数获得方式。     

我国超硬刀具高速切削技术发展现状、问题及前景

介绍了国内外高速切削技术的发展历程及其与超硬刀具技术发展中的相互关系,分析了国内超硬刀具高速切削技术发展中存在的主要问题。提出虽然目前我国超硬高速切削刀具发展中面临急需解决的问题是超硬刀具的系列化、标准化以及应用与安全使用技术,但从长远来看,其发展的瓶颈是超硬高速切削刀具技术国产化,即高质量的PCD、PcBN刀具原材料以及高性能超硬刀具刃磨机床国产化问题。介绍了中国矿业大学(北京)超硬刀具材料研究所在超硬高速切削刀具技术国产化方面的相关研究进展。对国内超硬刀具高速切削技术发展前景进行了展望,对今后的工作提出了建议。     

纳米PCD材料合成的技术难点

文章探讨了高温高压法制备纳米PCD材料技术的研究现状及存在的问题,针对纳米金刚石纯化技术、表面净化技术,以及高压烧结中表面石墨化、塑性变形、纳米聚晶形成与再结晶晶粒长大控制等关键技术难点进行分析,期望能为今后纳米PCD材料的应用开发提供理论上的帮助。     

碳源浓度对CVD金刚石涂层质量的影响

在自制不锈钢钟罩式HFCVD设备上,以CH3COCH3和H2为气源,采用热丝CVD法在经过碱酸两步法预处理后的YG6硬质合金基体上制备了微米金刚石涂层;利用扫描电镜、Raman光谱仪、洛氏硬度计、维氏硬度计检测涂层的形貌结构、成分、附着性能和硬度,着重考察了碳源浓度对涂层质量的影响。结果表明过低碳源浓度造成涂层晶粒间存在缝隙,而过高的碳源浓度会使涂层晶粒细化,同时非金刚石相成分增加。以两步法工艺预处理基体,当碳源浓度为2%、沉积功率为4 kW、反应气压3 kPa、衬底温度为800℃、热丝基体距离为5 mm时,经4 h生长,可获得厚度为5.36μm、平均硬度HV为8 143.09、平均粒径1~2μm、纯度高、附着性能良好的微米金刚石涂层。