超高频连续感应钎焊金刚石界面特征

提出超高频连续感应钎焊工艺方法,采用Ag-Cu-Ti合金钎焊金刚石磨粒与大尺寸钢基体.通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDX)对钎焊后的试样界面微观结构以及金刚石磨粒表面生成物形貌特征进行观察和分析.结果表明,超高频连续感应钎焊实现了金刚石、钎料、基体三者之间的连接,钎焊后的钎料层组织晶粒细小,局部区域可见到枝晶状组织.金刚石与钎料层界面存在Ti元素与C元素的反应层,在金刚石磨粒表面生成点状TiC晶体,其直径均100 nm以下,且在金刚石表面呈离散分布.与真空炉中钎焊工艺相比,该界面结构更有利于钎料层对金刚石磨粒的连接把持.     

基于钎料粒度匹配机理的Ni-Cr合金钎焊金刚石的研究

为解决钎焊金刚石工艺中钎料层厚度均匀性难以控制以及钎料用量与磨粒匹配困难的问题,建立了金刚石磨粒与钎料合理钎焊的几何模型,得到了具有理想钎焊效果的金刚石与钎料粒度匹配公式.运用匹配公式进行了钎焊金刚石新工艺实验,采用粒度为60目的球状颗粒Ni-Cr合金钎料对30目、50目、80目金刚石进行真空钎焊.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)分析金刚石钎焊微观形貌及焊接界面,结果表明:金刚石与Ni-Cr合金钎料界面有新碳化物生成,保证了钎焊性;30目与50目金刚石出露较好,表面无包覆;50目金刚石磨粒被良好包埋,且对金刚石有较好的爬升效果,平均包埋高度约为金刚石粒度的30;.     

金刚石磨粒/Cu-Sn-Ti合金/金属胎体复合节块界面微结构

采用铜锡钛(Cu-Sn-Ti)合金钎料分别利用两种常规钎焊方法进行金刚石磨粒预钎焊处理试验并制备复合节块.通过静压强度试验测试了预钎焊磨粒的静压强度,通过三点抗弯试验测试了复合节块的强度,并使用扫描电镜、能谱仪、X型射线衍射仪分析预钎焊金刚石磨粒和复合节块断口的微结构.结果表明:真空炉中预钎焊后金刚石磨粒表面形貌较好,Cu-Sn-Ti合金钎料与金刚石在预钎焊过程中发生了界面元素扩散,形成化学结合界面,Cu-Sn-Ti合金钎料对金刚石的热损伤较小;预钎焊金刚石磨粒的体积浓度为10; ～40;时复合节块抗弯强度达到791MPa以上,高于常规金刚石节块强度;预钎焊金刚石磨粒与金属胎体在烧结过程中发生了界面元素扩散,形成冶金结合,复合节块界面结合强度高.     

铜锡钛合金钎焊金刚石及立方氮化硼磨粒界面特征分析

采用一种铜基合金(Cu-Sn-Ti)作为活性钎料,在高真空炉中钎焊连接金刚石、立方氮化硼与45#钢基体,将其牢固钎焊在基体表面.通过扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪进一步研究活性元素Ti在Cu基合金与金刚石及立方氮化硼结合界面的扩散现象.结果表明:活性元素Ti向金刚石、立方氮化硼表面发生偏聚,生成TiC、TiN、TiB和TiB2;活性元素Ti在向金刚石和立方氮化硼磨粒的扩散存在一定的差异性;铜基合金和钢基体的结合界面发生元素扩散生成铁钛金属间化合物.     

Ag-Cu-Ti/TiC复合钎料钎焊细粒度金刚石的研究

在Ag-Cu-Ti合金中加入一定量的TiC颗粒制成复合钎料,进行细粒度金刚石磨粒与45钢基体的真空钎焊实验.运用三维视频显微镜、扫描电镜和X射线衍射仪分析TiC颗粒、Ag-Cu-Ti合金和金刚石磨粒之间的结合界面.结果表明:TiC颗粒能有效降低试验工艺下Ag-Cu-Ti合金在基体表面的流动性和结晶时产生的隆起,复合钎料在基体表面分布更趋平整,有利于细粒度金刚石钎焊等高性的控制;适量TiC颗粒在结合剂层中的均匀分布,能显著细化结合剂层的显微组织;复合钎料中添加TiC颗粒在实现细粒度金刚石磨粒与钢基体钎焊连接的同时,有效抑制了钎料合金对细粒度金刚石磨粒过度浸润所造成切削刃的包裹,保证了细粒度金刚石磨粒良好的出露.     

机械球磨合金化CuSn/TiH2钎料真空钎焊金刚石研究

利用机械球磨法将Cu-Sn粉末和TiH2粉末进行合金化处理制备出了粒径细小、元素分布均匀的铜基钎料,并开展了其与金刚石的真空钎焊实验.实验结果表明:当钎焊温度为920℃,钎焊时间为12 min时,金刚石表面生成了一层连续、致密的TiC层,有效实现了金刚石的高强度把持;钎料层的相对密度可达到97.6;,组织致密,仅存在少许的微细孔洞;金刚石的热损伤很小,在切削过程中主要经历了小块破碎、大块破碎、磨平等正常磨损形态,很少出现整颗磨粒过早脱落的情况,金刚石利用率高.     

Cu-32Mn-8Ti预合金粉末与金刚石颗粒的界面反应

采用自制Cu-32Mn-8Ti预合金粉末为粘合剂,在低真空钎焊条件下制备了金刚石复合材料.利用扫描电镜、能谱仪、X射线衍射仪等研究预合金粉末与金刚石颗粒界面反应.结果表明,在试验条件下,胎体中的Ti原子向金刚石表面扩散,形成约为3～5μm的扩散层,并与金刚石颗粒表面的C发生化学反应生成TiC,呈非连续层片状分布于金刚石颗粒表面,实现了金刚石颗粒与金属的化学键结合.     

SiC陶瓷在钎焊过程中的6H到3C多型相变（英文）

为探究钎焊过程对SiC陶瓷晶体结构的影响，为钎焊工艺设计提供理论及试验数据支撑，本研究采用纯Ni箔作为中间层在1 100～1 245℃下实现了6H-SiC的钎焊连接，并研究了焊缝以及6H-SiC基体与焊缝界面处的微观形貌。研究结果表明，少量Ni原子在钎焊过程中会扩散进入6H-SiC陶瓷，并以固溶形式存在，降低了6H-SiC层错能。随着钎焊温度升高，6H-SiC/焊缝界面处的焊后残余应力增大，当钎焊温度达到1 245℃时，界面处的6H-SiC的(0001)面沿■方向产生滑移，6H-SiC切变形成3C-SiC。因此，SiC陶瓷在钎焊过程中受应力和钎料组成元素的作用发生相变，针对特殊环境使用的SiC陶瓷需要斟酌钎焊工艺对其晶体结构及性能的影响。     

W18Cr4V高速钢衬底CVD金刚石涂层沉积技术研究

研究了通过热丝CVD法在施加了Ni-P/Cu复合中间过渡层的W18Cr4V高速钢衬底表面进行金刚石涂层的沉积技术以及不同压力条件对沉积出的CVD金刚石涂层质量的影响.最后通过扫描电镜分别对Cu、Ni-P以及不同反应压力下沉积的金刚石涂层的表面形貌进行了检测分析,通过XRD、拉曼光谱仪、洛氏硬度仪对金刚石涂层性能进行检测分析.结果表明:Ni-P/Cu复合中间过渡层可以明显的抑制Fe、Co的催石墨化作用.在此基础上通过沉积参数的优化,在W18Cr4V高速钢衬底表面成功沉积出高质量的CVD金刚石涂层.压力为4 kPa条件下沉积的CVD金刚石涂层较5 kPa的金刚石颗粒晶型明显、分布致密.     

双辉等离子体表面冶金金属化CVD金刚石自支撑膜研究

采用双辉等离子表面冶金技术,在金刚石自支撑膜表面制备了W金属层.借助扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X-射线衍射仪(XRD)等分别对金属化后的金刚石膜的微观形貌、元素分布及物相组成进行了表征与分析;并通过测试Ag-Cu钎焊的金刚石膜-硬质合金刀片样品的剪切强度,评价金属层与金刚石膜的结合强度.实验结果表明:所制备的W金属层连续、致密,由大量纳米尺度的颗粒状团聚物构成;在金属层与金刚石界面一定深度区域内,存在W和C元素的相互扩散,并且反应生成了WC、W2C等金属碳化物颗粒,表明金属层与金刚石膜之间已形成了牢固的化学键合.