烧结方式对金刚石微粉氧化、形貌和砂轮磨削性能的影响

研究了烧结前金刚石微粉以及经空气气氛烧结、氮气气氛烧结和陶瓷结合剂包裹空气气氛烧结的金刚石微粉形貌和氧含量,并以这些微粉为原料制备了陶瓷金刚石砂轮,研究了微粉状态对磨削性能的影响。结果表明:烧结方式对金刚石微粉氧含量和性能有较大影响。金刚石微粉在空气气氛中烧结后重量减少5.2%,总氧含量、表面氧含量和点氧含量分别为0.078%、4.84%和2.00%,均大幅度高于其他两种烧结方式。此外,由空气气氛、氮气气氛和陶瓷结合剂包裹烧结的金刚石微粉制备的砂轮的磨耗体积比只有用未经烧结金刚石微粉制备砂轮的59.6%、89.6%和67.6%。     

结合剂氯含量对金刚石锯片性能的影响

采用氮/氧自动分析仪及SEM、XRD等手段分析了结合剂粉末中氧含量及其对锯片性能的影响.结果发现在烧结过程中,含氧量高的结合剂对金刚石形成了强烈的侵蚀,金刚石表面形成了许多凹坑,最终导致在切削过程中金刚石发生整体破碎的比例大幅度增加,工具的寿命和效率急剧下降.     

结合剂氧含量对金刚石锯片性能的影响

采用氮／氧自动分析仪及SEM,XRD等手段分析了结合剂粉末中氧含量及其对锯片性能的影响,结果发现：在烧结过程中,含氧量高的结合剂对金刚石形成了强烈的侵蚀,金刚石表面形成了许多凹坑,最终导致在切削过程中金刚石发生整体破碎的比例大幅度增加,工具的寿命和效率急剧下降。     

预合金粉成分及烧结工艺对金刚石刀头寿命的影响

采用多种手段分析不同条件预合金粉末对金刚石刀头的影响.研究结果表明:预合金粉末的成分不同,其与金刚石表面的润湿性差异比较明显,依据各种金属的物理化学性能及金刚石工具的使用要求灵活优化选择;预合金粉末的氧含量越高,将在烧结的过程中产生大量的氧化夹杂物,影响其与金刚石颗粒的良好润湿,降低粘结强度;预合金粉末与金刚石热压烧结气氛不同,其与金刚石颗粒之间的连接效果会对金刚石刀头产生致命的影响.     

氧含量对金刚石工具胎体力学性能的影响

采用粉末冶金方法制备了铁基胎体的金刚石工具,通过检测材料的硬度、抗弯强度、抗剪强度等力学性能考察了不同氧含量对连接强度的影响.结果表明,随着氧含量的降低,烧结基体的硬度、抗弯强度和抗剪强度等力学性能明显增强.当氧含量小于0.02％时,胎体断口致密化程度很高,力学性能可达到最佳.     

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。     

真空烧结技术在金刚石工具制造方面的应用

真空烧结技术应用于金刚石工具的制造中,可以减少耐高温模具的消耗,降低工具成本。适合于不同批量的产品生产,尤其在制造大型复杂形状的金刚石工具上更具优越性。金属结合剂与金刚石磨粒在物理、化学、机械及冶金性能上都有很大差别。在普通烧结过程中,液态金属对金刚石的浸润性决定了金属结合剂对金刚石的把持力。研究表明,在惰     

激光焊接金刚石工具过渡层预合金粉末研究

过渡层材料对激光焊接金刚石工具的焊缝强度、外观、性能均有很大影响。为了保证激光焊接金刚石工具的使用性能,过渡层材料应当具有合理的配方组分和优良的烧结性能,本文在这方面进行了一些研究。着重介绍了德国Dr．Fritsch的Diabase—V系列、法国Eurotungstene的NEXT系列、比利时Umicore的Cobalite系列预合金粉末和BASF公司的羰基Fe粉和羰基Ni粉的技术参数,并分别对它们的烧结特性进行了分析。     

进一步提高我国金刚石工具质量的有效途径

根据我们的实践与调研,就进一步提高我国金刚石工具质量的有效途径进行了探讨。我国金刚石工业必须并可能为金刚石工具制品提供性能稳定、粗颗粒、热稳定性好的高强金刚石。为提高金刚石把持力,有必要在粘结剂中采用强碳化物形成元素或镀覆金刚石,胎体用粉末宜使用超细粉末与预合金化粉末,以便改进胎体性能。在刀头生产中推广制粒工艺,以优化金刚石分布,提高冷压工艺的性能和效率,降低模具消耗。烧结工艺中采用保护气氛热压烧结工艺与设备,在绳锯串珠生产中采用热等静压（HIP）与高温钎焊工艺。激光据片生产中完善刀头烧结工艺与焊接工艺参数,生产高质量的激光据片。     

粉末触媒合成柱真空烧结工艺的研究

粉末触媒在雾化过程中容易氧化,水雾化粉末触媒氧含量一般在0.1%～0.4%,所以在合成金刚石前都必须对合成柱进行还原烧结处理,以降低其中的氧含量.本文通过对水雾化FeNi30粉末触媒合成柱的真空烧结研究,发现还原过程为石墨直接还原和石墨气化反应共同作用;确定在烧结温度980℃时,保温8h可以基本还原其中的氧化物,保证合成出高品级金刚石.     

日本研制成耐热性能优良的金刚石烧结体

日本无机材料研究所高压室与三菱金属公司中央研究所合作，研制出一种耐热性能优良的金刚石烧结体。这是该所在90年前后，在采用非金属无机化合物触媒进行金刚石的合成为基础，通过数次试验，发现无机化合物可选定为金刚石的烧结体，因为该无机化合物具有金刚石的特殊性能，并可制成切削工具，特切削试验结果反馈到金刚石烧结体的合成，对高温高压烧结技术加以改进。烧结体又得到改善。虽然以往的金刚石烧结体是优良的高硬度材料，但由于其中含有相当多的钴作为烧结助剂，导致时热性能差，难以适应加工高Si－Al合金等难切削材料的切削工具…     

自蔓延高温合成法制备金刚石工具材料研究现状

金刚石工具多采用热压烧结法制备，但此方法存在能耗高、结合剂对金刚石的把持力弱、石墨模具污染环境等缺点。自蔓延高温合成法(SHS)不仅具有高效、节能的优点，而且反应过程中产生的瞬时高温有助于金刚石表面形成碳化物，能使结合剂与金刚石形成化学冶金结合。因此，SHS制备金刚石工具受到广泛关注。本文首先基于相关体系的热力学参数(绝热温度),分析了SHS制备金刚石工具的可行性；综述了原料配比、稀释剂、金刚石浓度及排布方式、引燃方式及碳化物的形成等因素对Ni-Al、Ti-Al及Fe-Al体系SHS制备金刚石工具材料的影响；然后，对比了所制得的金刚石工具材料的性能。最后，展望了SHS制备金刚石工具材料潜在的研究方向，提出了抑制SHS反应过程中金刚石石墨化的方法。     

铜磷预合金粉在金刚石工具中的应用

在金刚石工具中添加铜磷预合金粉,热压烧结过程中铜磷预合金粉瞬时液化对铁铜基础粉形成钎焊连接,烧结体的致密度、硬度、强度均得到提高。铜磷预合金粉改善单质铁粉和铜粉的润湿性和结合力,并在晶界处生成脆性化合物,增加烧结体的脆性,提高了金刚石工具的锋利度,在金刚石工具行业中具有广阔的应用前景。      

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.     

书讯——《金刚石工具制造理论与实践》

本书是由孙毓超、宋月清等编著，汇集了作者在金刚石工具制造研究实践中的部分内容，共分8个部分，主要研讨金属结合剂、合金元素在胎体中对金刚石的润滑和粘结，烧结合金化原理，预合金化粉末的性能，金刚石表面键合与涂覆，稀土元素在金刚石工具中的应用效果和机制以及其他一些广为关注的问题。     

预合金粉末在金刚石工具中的应用

本文简要综述了超细预合金粉末的特性及其制备方法。重点介绍了超细预合金粉末在金刚石工具中的应用现状。指出在金刚石工具中使用超细预合金粉末具有烧结温度低、烧结温度范围广，对金刚石把持力高等优点。分析了超细预合金粉末在金刚石工具中的应用前景。     

Co含量对金刚石–WC–Co复合材料耐磨性的影响

随着采矿和城市基建等行业的发展,对矿用WC–Co采掘工具的耐磨性提出了更高的要求。通过添加金刚石增强WC–Co矿用工具的耐磨性是一种可行的新思路。在烧结制备金刚石–WC–Co复合材料的过程中钴相作为催化剂会加速金刚石向石墨转变。为研究Co对复合材料中金刚石石墨化程度的影响,采用放电等离子体烧结技术(SPS)制备金刚石–WC–Co复合材料,分析了复合材料中金刚石石墨化程度并采用砂轮法研究了复合材料的磨损性能和磨损机理。结果表明：金刚石–WC–Co复合材料中金刚石可以起到增韧效果;Co含量增加会促进复合材料致密化进程,同时也会降低复合材料的硬度;随着Co含量增加,复合材料材料耐磨性变差。磨损过程中 WC–Co基体率先被磨损去除,金刚石后被磨损,金刚石会增强材料的耐磨性能。     

实际烧结条件下铁元素对金刚石形貌和性能的影响

本文以还原铁粉为结合剂,通过金刚石工具实际制备条件下的烧结试验,分析了在实际生产环境下,铁元素对金刚石的形貌和性能的影响,总结了在铁元素作用下,烧结温度和保温时间对金刚石冲击韧性等机械性能以及形貌的影响规律.结果表明:随着温度的升高和时间的延长,铁元素对金刚石冲击韧性的影响愈加严重,但在一定的温度、时间范围内,铁元素对金刚石冲击韧性的影响并不明显,可以在T=900℃～1100℃t≤15 min范围内选择合适的工艺规范;铁元素的加入,对金刚石的抗静压强度影响不大;在一定的温度和保温时间等条件下,铁元素对金刚石形貌的影响主要表现在表面的刻蚀,从而在金刚石表面形成蜂窝状结构,这种作用优先发生在{100}面族.     

影响无压烧结小直径金刚石锯片性能的主要因素分析

以锋利度及寿命为指标,通过单因素试验,考察了烧结温度、保温时间、金刚石浓度、粒度对ф112 mm锯片性能的影响。结果表明:影响锯片性能的因素从大到小依次为:烧结温度、金刚石粒度、金刚石浓度、保温时间;当烧结温度为930℃,金刚石粒度为35/40,金刚石浓度为12%,保温时间为60 min时,ф112 mm锯片的性能最优。      

书讯——《金刚石工具制造理论与实践》

本书是由孙毓超、宋月清等编，汇集了作在金刚石工具制造研究实践中的部分内容，共分8个部分，侧重研讨金属结合剂、合金元素在胎体中对金刚石的润滑和粘贴，烧结合金化原理，预合金化粉末的性能，金刚石表面键合与涂覆，稀土元素在金刚石工具中的应用效果和机制以及其他一些广为关注的问题。