水气联合雾化制备超细铁粉及其在激光焊锯片上的应用

用水气联合雾化工艺制备超细铁粉，对比超细铁粉、还原铁粉和羰基铁粉的物性和微观形貌，并在一定的热压工艺下制备3种铁粉的烧结块，考察其断口形貌和力学性能；同时，在一定焊接条件下将3种铁粉应用于激光焊锯片的过渡层，考察其焊接性能。结果表明：水气联合雾化工艺制备的超细铁粉颗粒较细、氧含量低、纯度和球形度高、烧结活性好；且烧结块断口存在明显韧窝组织，其韧性较高，在较低的烧结温度下便可达到较大的致密度、硬度及抗弯强度。将超细铁粉应用到激光焊锯片过渡层中，锯片焊接强度远高于欧盟EN13236标准规定的600 MPa。在烧结压力为35 MPa、烧结温度为810℃、保温时间为3 min时制作刀头，再用此刀头制作锯片，锯片达到的最大焊接强度为1 900 MPa。     

Fe质量分数对金刚石钻头胎体及钻进性能的影响研究

设计Fe-Cu基胎体配方,研究Fe质量分数对金刚石钻头胎体及钻进性能影响。测试不同配方下烧结试样的硬度、相对密度与三点抗弯强度,使用扫描电镜对断口进行微观分析,通过模拟钻进实验测试钻头的钻进效率与寿命。结果表明:Fe-Cu基配方胎体具有较好的烧结成型性,胎体相对密度可达到理论密度的98%;胎体硬度随Fe质量分数的增加先增加后下降,在Fe质量分数大于45%时趋于平稳、质量分数为60%时达到最大值,为35HRC;胎体三点抗弯强度的变化规律不明显,数值变化不大。断口SEM结果表明:随Fe质量分数增加,韧性下降,金刚石刻蚀加重。模拟钻进实验表明:在Fe质量分数为30%时,钻头对6~8级可钻性地层具有较好的钻进效率与寿命。      

Cu-Sn系水雾化合金粉性能研究

本实验系统地研究了含Sn质量分数分别为10%、15%、20%合金粉末的热压烧结组织、XRD相组成及力学性能。实验结果表明:Cu-Sn系粉末热压烧结温度较低,在700~720℃即可达到致密化;烧结组织从含Sn质量分数10%的单一固溶体转变为出现电子化合物的二相组织,和XRD线谱变化趋势相吻合;抗弯强度随Sn质量分数的增大变化不大,为700 MPa左右;冲击韧性从含Sn质量分数为10%的17J大幅下降至含Sn质量分数为20%的3J左右。实验中,结合胎体特性,分析了Cu-Sn系粉末用作胎体时,可提高金刚石工具的加工效率。     

热压烧结工艺在烧结小锯片生产中的应用

为了提高小锯片的生产效率、产品合格率和产品质量,本文把热压工艺应用于烧结小锯片的生产,通过对烧结过程中的温度与压力的控制,即升温时间3min,保温时间5min;初压设定在5MPa,终点压力设定在12MPa。在该工艺下生产的小锯片的使用寿命比井式炉烧结的小锯片延长50%,硬度偏差在±10度(HRB)以内,产品合格率达到98%以上。该工艺下生产的小锯片经国家磨料磨具质量监督检验中心检测,符合技术指标要求。解决了金刚石小锯片生产效率低、硬度不均匀、质量不稳定等问题。取得了较好的效果,提高了产品质量并使质量稳定,同时降低了生产成本,获得了可观的经济效益。     

金刚石圆锯片的失效分析研究

本文分析了刀头失效的主要原因。研究了金刚石强度在烧结和焊接后的变化;胎体对金刚石的把持机制;通过改进混料工艺,改善了胎体与金刚石的结合状况;分析了结合剂中某些成分对结块性能的影响,在此基础上研制出新的结合剂配方,制成的锯片刀头使用效果较好。     

激光焊接锋利型小锯片配方的研制

激光焊接小锯片刀头是通过热压烧结而成，其刀头比以往整体的烧结的刀头致密，但锋利度不够，针对如何提高激光焊接小锯片的锋利性问题，本文主要研究了铁含量，添加元素成分以及金刚石品质，浓度，粒度等对锯片锋利度的影响。     

我国金刚石工具工业发展的特点、措施与前景——纪念我国人造金刚石诞生40周年

本简要地回顾了我国金刚石工具工业的发展特点：形成了各具特色的金刚石工具密集加工区和多种所有制的金刚石工具工业，依靠金刚石合成的高速发展提供了比较优势。用产品质量、合理的性价比、优质服务和信息化技术开辟国内外市场。引进国外先进技术与设备，促进了激光焊接锯片、钻头及热压烧结锯片、国产加工设备的发展。采取发展国产超细与合金化粉末，加强胎体研究，推广金刚石镀覆，冷压与制粒工艺及真空保护气氛烧结技术，提高绳锯质量，突破高温钎焊工艺以促进我国金刚石工具工业的发展。     

弱化胎体可提升金刚石锯片切割硬质瓷砖效果

针对全瓷或者全抛釉瓷砖强度及硬度高但是研磨性弱,普通锯片切割时易打火的特点,以石墨粒为添加剂,弱化金刚石锯片胎体的耐磨性,降低锯片与瓷砖的摩擦,实现胎体耐磨性与金刚石磨粒耐磨性的良性匹配,确保金刚石能够及时出刃参与切割,以获得良好的锯片锋利性和切割的稳定性。试验证明:添加石墨粒到金属胎体中确实可以弱化金属胎体,且锯片的切割速率得到了相应的提高;当石墨质量分数为6%时,锯片切割速率增幅在20%以上。      

弱化胎体添加剂在小直径金刚石锯片中的应用

在Fe基金属结合剂金刚石锯片的胎体中加入弱化胎体添加剂硅铁，用万能材料试验机、摆锤冲击试验机、自动切割机等考察硅铁对胎体力学性能、锋利度、耐磨性的影响。结果表明:加入硅铁可以降低胎体的抗弯强度、韧性、耐磨性，提高胎体的锋利度和硬度，其添加质量分数以3%～5%为宜。      

电镀金刚石复合齿锯片的研究

为了克服金刚石锯片生产中采用高频焊接时锯片基体变形大和激光焊接一次性投入高的不足,本文综合利用热压法和电镀法的优势,介绍了一种成本较低且不影响基体性能的金刚石锯片制造方法：用电镀法将金刚石复合齿镶在锯片基体上以形成锯片。文中对金刚石复合齿的两种制作方法：热压法和电镀法,进行了详细介绍,讨论了热压法涉及到的胎体配方和烧结工艺以及电镀法中的复合齿模具设计、镀液配方和电镀工艺参数条件等问题。并对金刚石锯片电镀的三个步骤：基体铣槽、镶齿和入槽电镀作了介绍;给出了锯片电化学除油液的配方和除油工艺条件。该法具有焊接牢固、对金刚石热损伤小、锯片性能调节方便等优点,主要适用于Ф600mm以下的金刚石锯片的生产。     

SLS和FDMS制造超薄金刚石锯片对比研究

提出了一种使用增材技术制造金刚石工具的新思路,即使用熔融沉积成型烧结(FDMS)工艺来制造超薄金刚石锯片。详细介绍了选择性激光烧结(SLS)工艺和FDMS工艺在超薄金刚石锯片制造中的应用,并从主要设备仪器、工艺原理、工艺步骤以及成型材料、成本与生产应用等角度,对2种工艺进行比对。研究发现:在选择合适材料的条件下,2种工艺均能够制造出精度极高、性能优良的金刚石超薄片。SLS工艺具有能耗较高、成本昂贵,工艺简洁、一次成品等特点,适合于超薄金刚石锯片的研发等用途;FDMS工艺环节较多,且每个环节需单独优化参数,工艺流程较烦琐,但其便于批量生产性能一致的产品。FDMS工艺所制试样能够具备与传统粉末热压烧结试样相近的物理力学性能,但仍有一定的优化空间。      

还原气氛热压烧结技术及其节能减排效益的研究

采用还原气氛带压的钟罩炉烧结(以下简称还原热压烧结)和传统热压烧结两种方式制备金属结合剂试样条和金刚石节块,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、硬度计、电子万能试验机、磨耗比测定仪和氮/氧分析仪等手段,研究两种烧结技术制备的金属结合剂试样条和金刚石节块的微观组织与宏观性能。结果表明,利用两种不同的烧结方式制备的金属结合剂试样条在微观上表现物相结构相同,低熔点Cu-Zn合金组份没与高熔点Fe-Ni合金组份产生冶金结合;在宏观上还原热压烧结制备的金属结合剂试样条的硬度略低于传统热压烧结的,而其抗弯强度和耐磨性均较优。与传统热压烧结工艺相比,还原热压烧结技术在低温低压下既可提高结合剂对金刚石的把持力,又可降低金刚石的热腐蚀。此外,利用还原热压烧结技术能大大降低成本和减少废气的排放。在实际产品应用中,利用还原热压烧结技术制备的φ350 mm金刚石锯片深受国内外客户的好评。     

热压烧结工艺参数对超硬磨料砂轮节块性能的影响

金属基金刚石砂轮具有把持力大和使用寿命长等特点,其传统制备方法常采用高温烧结成型,但高温烧结会对磨粒产生较大的热损伤,影响砂轮的性能和使用寿命。热压烧结比常压高温烧结的成型温度低,能有效减少金刚石磨粒的热损伤问题。本研究采用热压烧结方式来制备铜基结合剂金刚石砂轮节块,磨粒平均粒度尺寸为27 μm。设计三因素三水平正交试验,探讨热压烧结工艺参数对金刚石砂轮节块密度、硬度和抗弯强度等物理、力学性能影响。结果表明:当烧结温度为650℃、烧结压力为25 MPa、保温时间为150 s时,金刚石砂轮节块的力学性能最好,并且实现了金刚石磨料与结合剂间牢固的冶金结合。      

铜基预钎焊金刚石锯片的界面分析及其性能研究

采用Cu-Sn-Ti钎料利用氩气保护高频感应钎焊对金刚石磨粒进行预钎焊处理。采用热压烧结工艺制作常规金刚石锯片、镀钛金刚石锯片和磨粒预钎焊金刚石锯片,并进行对比切割实验。通过三点抗弯实验测试上述三种节块的强度,并使用扫描电镜分析预钎焊金刚石磨粒界面和锯片节块断口的微观组织结构。结果表明:预钎焊金刚石磨料界面处存在元素的扩散现象并形成化学结合,且Cu-Sn-Ti钎料对金刚石磨粒的热损伤小;预钎焊金刚石节块的抗弯强度高于镀钛金刚石节块和常规金刚石节块;钎焊金刚石锯片刀头中金刚石与胎体之间同样存在元素的扩散现象,胎体与金刚石磨粒形成化学冶金结合;相同加工条件下,预钎焊金刚石锯片的切削效率相比于镀钛金刚石锯片和常规金刚石锯片分别提高7%和18%。     

真空液相活化烧结对金刚石孕镶体性能的影响

本文研究金刚石刀头真空热压烧结与普通热压烧结的烧结成型及结合性能。通过真空烧结采用含有强碳化物形成元素的低熔点预合金粉末作为粘结相，采用三点弯曲试验测试了普通热压烧结与真空液相活化烧结试样的抗弯强度，用SEM观察了断口金刚石表面的界面反应。结果表明，采用真空液相活化烧结使得钛元素在金刚石表面聚集，与碳原子形成碳化钛，提高了金刚石与基体金属的结合力以及基体自身的强度。切割实验表明真空液相活化烧结刀头锋利度及寿命明显提高。     

阻尼夹层消音金刚石圆锯片的锯切噪声特性

在切割过程中，金刚石圆锯片会产生剧烈的切割噪声，对周围环境产生相当大的污染，危及人们的身体健康。本文阐述了一般金刚石圆锯片切割噪声特性及阻尼夹层消音金刚石圆锯片阻尼降噪效果。研究表明：普通金刚石锯片的最强噪声峰出现在危害听损最严重的(NIPTS)4000Hz附近的3785．12Hz，声压级为101．29dB，切割噪声总声压级为106．58dB；阻尼夹层消音金刚石锯片噪声总声压级为86．69dB，比普通金刚石锯片总声压级降低19．89dB，降噪效果最好。普通金刚石锯片的噪声声压在30Pa以上，大于痛阔声压极限(20Pa)，噪声衰减时间大约为15～20s；而阻尼夹层消音金刚石锯片的声压在4Pa以下，噪声率减时间仅为Is。噪声阻尼增大500—3000倍。     

分层式金刚石锯片刀头的结构优化设计

分析电阻热压烧结分层式金刚石锯片刀头的工作机理和烧结过程 ,指出原有分层结构的设计存在不足之处 ,提出采用弱包镶层代替原纯胎体工作层 ,孕镶层中的金刚石颗粒采用化学镀膜处理从而使其避免在烧结和焊接过程中对金刚石的热损伤 ,大大提高了锯片的工作效率和使用寿命     

铁基金刚石锯片的热压烧结机理初探

研究了烧结温度、烧结压力、保温时间及其交互作用对铁基金刚石锯片节块及胎体性能的影响,采用正交试验和方差分析方法确定铁基金刚石锯片的最佳工艺条件,并对铁基金刚石锯片的烧结机理进行了初步的探讨。     

铜基金刚石锯片机械性能提高途径的探讨

本文简要分析了目前铜基金刚石锯片在使用过程中存在的主要问题.从铜基胎体材料的强化,改善铜基胎体与金刚石之间的结合状况,以及改进铜基胎体烧结制度三个方面,探讨了提高铜基金刚石锯片机械性能的主要途径,并分析了各自的作用机制.就进一步提高铜基金刚石锯片的综合性能,提出了今后的研究方向.     

烧结制度对陶瓷结合剂金刚石砂轮的蜂窝状组织结构的影响

采用空间占位法和固态粒子烧结法制备具有蜂窝状结构的超细粒度的陶瓷结合剂金刚石砂轮。通过考察砂轮的微观形貌、气孔率和抗折强度等性能，研究烧结制度对制备砂轮蜂窝状结构的影响。结果表明:制备具有蜂窝状结构的砂轮的最佳烧结温度为750 ℃，保温时间为90 min，得到的砂轮的孔隙率约为78%，抗折强度约15 MPa。