新型铁铜合金粉体材料及性能研究

为改善铁基胎体粉末在金刚石工具制造时的应用情况,通过力学实验,研究新型铁铜合金粉体材料对金刚石工具胎体抗弯强度和切割性能的影响。实验结果显示:较单质混合粉体材料,新型铁铜合金粉体材料的烧结温度略微降低;胎体在870℃时获得高的抗弯强度,为334.85 MPa,比单质混合粉高出11%;烧结硬度为61.72 HB,高于混合粉末12%。铜元素的预合金化行为和更为均匀弥散的分布,使金刚石工具胎体材料强度提高显著,切割性能大幅度上升,通过对相同配方单质混合粉末和新型铁铜合金粉末胎体材料切割性能的比较发现,新型铁铜合金粉体材料锋利度提高20%。     

FeNiCo预合金粉末的烧结特性及其在金刚石绳锯中的应用

通过多金属电解法制备FeNiCo预合金粉末,采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对预合金粉末及其烧结体进行形貌观察和物相分析,研究FeNiCo预合金粉不同温度烧结时烧结体的力学性能和磨损性能,并探讨其在金刚石绳锯中应用的可行性。结果表明:制备的FeNiCo预合金粉一定程度上实现合金化,粉末呈不规则状,粒度较细;FeNiCo预合金粉在800~840℃烧结时,烧结体硬度最大值为107.6 HRB,三点抗弯强度最大值为1638.3MPa,致密度最大值为96.2%,磨损质量损失为0.498~0.555g,烧结温度适应性较好。采用FeNiCo预合金粉为主要胎体成分制作金刚石绳锯锯切硬质石材时,切割效率为8.6 m~2/h,工具寿命为11.3 m~2/m,具有较好的综合使用性能。     

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.     

金刚石工具用FeCoCu预合金粉组成对烧结特性的影响

通过共沉淀法制备不同Fe-Cu配比的FeCoCu预合金粉,并对其微观结构进行表征与分析。同时,对3种粉体进行不同温度下的烧结实验和对烧结试样块进行力学性能及磨损质量损失进行测试,并对预合金粉与金刚石的界面结合情况进行探讨。结果表明:预合金粉中形成了Co_3Fe_7、CoFe_(15.7)、FeCu_4等中间相,在一定程度上实现合金化。3种预合金粉末的形状均为不规则状,粉末颗粒较细,且相互连接,表面疏松,有利于烧结。3种预合金粉中单质相仍占有较大比例,单质配比对烧结体性能有重要影响。Fe含量增加时,试样的理想烧结温度及烧结体力学性能均升高。Fe-Cu配比会对微观结构产生重要影响,胎体对金刚石以机械包镶为主,结合XRD及Raman光谱可知,与预合金粉烧结后的金刚石表面发生石墨化。     

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。     

钎焊及其设备

预合金粉在金刚石工具烧结中的钎焊作用;陶瓷金属钎焊接头优化与残余应力数值模拟;光纤光栅传感器金属化保护及钎焊嵌入45CrMo钢;钛基非晶态钎料钎焊高强石墨与铜的界面特征;工艺参数对AZ31镁合金搅拌摩擦加工微观组织的影响;     

钎焊及其设备

预合金粉在金刚石工具烧结中的钎焊作用;陶瓷金属钎焊接头优化与残余应力数值模拟;光纤光栅传感器金属化保护及钎焊嵌入45CrMo钢;钛基非晶态钎料钎焊高强石墨与铜的界面特征;工艺参数对AZ31镁合金搅拌摩擦加工微观组织的影响;     

预合金粉对金刚石复合体组织结构影响及机理分析

文中以热压烧结金刚石刀头胎体材料为研究对象,对比分析了添加不同比例的FCu14预合金粉对金刚石刀头孔隙率、硬度、抗剪强度、抗弯强度等性能的影响.结果表明,随着FCu14预合金粉含量的增加,胎体合金成分均匀化,微细的铁基胎体被铜基粘结相均匀地包围,减少了孔隙的存在.胎体的孔隙率明显降低,孔隙均匀细小,因而金刚石刀头胎体硬...     

CSB-2预合金粉质量分数和烧结温度对热压富铁基胎体力学性能的影响

热压富铁基金刚石钻头具有成本低、钻速高的优点,已在钻探中广泛应用。对比相同的热压富铁基胎体配方,通过测试试样的致密度、显微硬度、抗弯强度和抗冲击韧性,研究CSB-2预合金粉质量分数和烧结温度对金刚石钻头胎体力学性能的影响。试验结果表明:添加CSB-2预合金粉的胎体性能均比单质混粉胎体性能好。随CSB-2质量分数的增加,胎体的致密度、显微硬度、抗弯强度和抗冲击韧性分别最大提高了7.68%、27.99%、94.43%和312.82%;同时,胎体粉末预合金化有利于降低胎体的热压烧结温度;为获得良好的应用效果,CSB-2质量分数应大于30%,且最佳烧结温度为940~980℃。      

预合金粉在金刚石工具中的应用研究

预合金粉的品种繁多,性能可设计、调节范围极其广大,适用于多种金刚石工具,满足各种使用条件,可用于多种生产工艺流程,用户只需通过调节金刚石的品级、浓度、粒度,即可调配出各种用途性能的胎体,节省金刚石制品的研发费用,节约能耗,提高生产效率。实验结果表明:预合金配方粉可提高胎体抗弯强度18%,扩大了烧结温度的范围,提高了锯片切割寿命48%。     

干切花岗岩的金刚石小锯片试验研究

采用三种预合金粉末HF1、HF2、HF3混合作为锯片胎体材料,共设计了8种不同配方的金刚石小锯片进行干切花岗岩的试验,实现了金刚石小锯片在工作层高度范围内从开始到寿命结束全过程干切花岗岩。本文探讨了几种预合金胎体中金刚石参数设计的合理范围,分析了预合金粉末胎体对于干式切割锯片的作用。研究发现,铁基、铜基预合金胎体对金刚石能产生一定的冶金结合,能够提高胎体对金刚石的把持能力,使锯片在干切过程中,金刚石能够正常有效地刻取岩石。并对同一锯片做了干湿切对比,结果表明对于小尺寸金刚石锯片,干切的寿命明显高于湿切寿命,提高了锯片的利用价值。     

金刚石工具胎体预合金粉末制取与应用

预合金粉末是采用多种金属熔炼成低熔点合金后再喷制成的粉末,其制取可以用雾化法和湿法冶金等工艺生产.文中介绍了气体雾化法预合金粉末的工艺过程;描述了湿法冶金制取预合金粉末的工艺流程.分析了预合金粉末胎体金刚石工具的优点,说明了国外预合金粉末技术现状和发展趋势,剖析了国内预合金粉末及工具的研究情况,探讨了金刚石地质钻头胎体用预合金粉末的制取和实际应用情况,研究了切割花岗岩的预合金粉末胎体金刚石锯片.     

国内外预合金粉末在金刚石工具中的应用

预合金粉末由于每个粉末颗粒都包含组成合金的各种金属元素，其共熔点比合金中单元素熔点低，因此预合金粉末具有成分均匀，烧结温度低等优点，从而引起了广泛的重视。本文介绍了金刚石工具用预合金粉末制造方法及特点，国内外预合金粉末产品性能及应用，在此基础上展望了未来预合金粉的发展趋势。     

钎焊技术在金刚石工具中的应用

简要介绍了金刚石工具、工具分类及其制造过程中用到的钎焊技术,分析了金刚石颗粒与基体的连接原理与形式,就金刚石工具行业国内外发展状况评述了钎焊技术的相应发展,阐述了预合金粉末的扩散钎焊现象及有益作用,探讨了钎焊材料、钎焊工艺和钎焊设备的协同规律,提出了金刚石工具行业钎焊技术的发展方向,为国内金刚石工具和焊接行业发展研究提供参考。     

水气联合雾化法制备铁基预合金粉末及其在金刚石工具中的应用

采用水气联合雾化工艺制备了金刚石工具用铁基预合金粉末,对水气联合雾化法、常规水雾化法制备的预合金粉末进行物性对比,并对相应地预合金粉末烧结块的断口形貌、力学性能进行比较与分析。结果表明:水气联合雾化工艺制备的预合金粉末氧含量较低,球形度好,粉末粒度细;水气联合雾化制备的预合金粉末TZ611烧结块断口形貌呈典型的韧性断裂和沿晶断裂特征;烧结块相对密度、硬度和抗弯强度等力学性能显著提高,对金刚石颗粒把持更好。采用水气联合雾化工艺制备的预合金粉末制造的圆锯片切割更为锋利,且使用寿命为常规水雾化粉末的1.62倍。      

Characterizations and mechanical properties of impregnated diamond segment using Cu-Fe-Co metal matrix

Diamond impregnated Cu-Fe-Co based saw-blade segments are directly processed by vacuum and pressure-assisted sintering at different temperature,with the purpose of reducing the cobalt content in diamond tools.Copper and iron are used as the bonding elements and cobalt-chrome pre-alloyed powder is used as the hardening phase.Effects of sintering temperature on microstructures and mechanical properties of the sintered matrix and diamond graphitization were investigated by X-ray diffraction analysis,electron probe micro-analyzer,universal testing machine,digital Rockwell hardness tester and Raman scattering analyzer.Results showed that microstructures of the sintered matrix were refined and porosities in the sintered matrix were closed to a more spherical-like shape with the increase of the sintering temperature.Densification,hardness and tensile strength of the matrix sintered at 820 ℃ were 12.75％,2.72％ and 156.38％ higher than that of the matrix sintered at 740 ℃,respectively.Diamond graphitization was not occurred at 820 ℃.The hardness and the tensile strength rose 32.8％ and 13.5％,respectively,after 7.5 h ageing treatment.The matrix densification ascent and the dispersed distribution of Co-Cr pre-alloyed powders contributed a hardness improvement and a tensile strength improvement to the Cu-Fe based matrix.     

一种低成本高性能钢筋混凝土金刚石绳锯的研制

研究了新型超细预合金粉末和橡胶硫化工艺对钢筋混凝土金刚石绳锯的成本和性能的影响。通过新型超细预合金粉末的应用,橡胶硫化工艺的优化,研发并制作出一种低成本高性能的钢筋混凝土金刚石绳锯。用该绳锯对高钢筋含量（钢筋截面积/梁截面积>0.09）的混凝土梁进行切割测试,并对结果进行分析。结果表明,该金刚石绳锯锋利度好,寿命长,切割速度可达2.0~2.8 m2/h,使用寿命可达2.7~3.3 m2/m,处于行业内领先水平。      

CuSn预合金粉芯复合银钎料的润湿铺展机理

研究了添加质量分数为30%～70%CuSn预合金粉复合银钎料在T2紫铜基体上的润湿铺展过程,并讨论了CuSn预合金粉复合银钎料在紫铜基体上的润湿铺展机理.结果表明,在与紫铜基体的润湿铺展过程中,初始接触角由30%CuSn的119°降低到70%CuSn的94°.最终接触角由30%CuSn的15°下降到70%CuSn的7°.当粉芯中CuSn合金粉含量为60%时,钎料在铜板上的润湿面积达到530.04 mm²,相比于未添加CuSn合金粉时提高了约66%.由于低熔点CuSn预合金粉的前驱润湿作用使复合银钎料表面张力降低,初始接触角和最终接触角随着CuSn预合金粉含量的增加而减小. CuSn预合金粉在钎焊过程中先于BAg30CuZnSn钎料外皮熔化,形成熔融的铜锡液态合金薄层,降低了固液界面张力.随后,熔化的BAg30CuZnSn箔带在先期熔化的铜锡液态薄层上铺展,并与其发生溶质原子的扩散反应,最终形成液态复合钎料.低熔点CuSn预合金粉的加入,使复合银钎料在铜上的润湿性能显著改善.添加40%CuSn预合金粉复合银钎料与铜基体的反应润湿界面均匀致密,其中白色富Ag相互连接,...     

Effect of Fe-based pre-alloyed powder on the microstructure and holding strength of impregnated diamond bit matrix

An iron-rich pre-alloyed powder was selected out, and the pre-alloying degree of matrix materials and the sintering temperature were considered to investigate the effect of the Fe-based pre-alloyed powder on the microstructure and holding strength of impregnated diamond bit matrix. And relative density and bending strength of the specimens were measured, and then the resulting fracture surfaces were analyzed using scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectrometry (EDS). The results showed that the relative density, bending strength and plasticity of matrix materials are increased with the sintering temperature and the pre-alloying degree. The influence of the pre-alloying degree on them is more significant than that of the sintering temperature within the experimental parameters. Besides, Fe-based matrices have thermal corrosion effect on diamonds at high temperature sintering process. And the rate of diamond graphitization has a greatly increase with the sintering temperature changes from 900 °C to 1020 °C and the holding strength decreases. A low pre-alloying degree accelerates the rate of diamond graphitization. But an adequate pre-alloying degree of Fe-based matrix materials is conducive to improve the wettability of the matrix to diamonds, alleviate the diamond graphitization, reduce the diamonds' thermal damage and improve the holding strength. Besides, it can also greatly reduce the sintering temperature and broaden the sintering temperature range. In a word, it is feasible and reasonable that Fe-based pre-alloyed powders replace Fe elemental powders to fabricate impregnated diamond bits. And it has a good economic value and broad application prospect.     

预合金粉含量对铁基胎体微观组织及性能的影响

研究添加2%、6%、10%和14%质量分数的CuZnSn预合金粉,对金刚石陶瓷磨边轮铁基胎体热压烧结组织、物相组成及力学性能的影响。结果表明:不添加预合金粉烧结的铁基胎体主要包括灰白色、浅灰色和深灰色3种组织,存在的物相主要为γ-Fe、(Cu, Sn)和(γ-Fe, Ni)固溶体以及Fe₄Cu₃、Cu₄₁Sn₁₁、Ni₄Sn等金属间化合物;加入预合金粉后,烧结工艺相同时,胎体中灰白色组织面积明显减少,浅灰色组织面积增加,深灰色组织面积变化不明显,除上述物相外,还出现了Cu_0.61Zn_0.39和CuZn₂物相。随着CuZnSn预合金粉含量增加,铁基胎体的致密度、硬度、抗弯强度均呈先增大后减小的趋势,而磨损量则呈先减少后增加的趋势;在CuZnSn添加质量分数为6%时,分别达到最大值99.8%、104.4 HRB、947.2 MPa和最小值0.272 5 g。添加适量CuZnSn预合金粉可以增加铁基胎体的液相量,改善粉体流动性,提高胎体性能,添加过量则会降低其综合性能。