镀层超硬磨料钎焊砂轮的研制

摘要

随着轨道交通行业的快速发展，钢轨打磨砂轮的使用量越来越大，现阶段广泛使用的是树脂砂轮，暴露出把持力低、磨削效率低、适候性差、火花粉尘大等缺点。针对以上问题，本文利用高温真空钎焊技术和金刚石表面镀钛技术，开发了镀层超硬磨料钎焊砂轮。并从镀钛金刚石性能、钎焊后镀钛金刚石界面结合强度以及砂轮加工性能等方面进行了分析，本文完成的主要研究工作有： （1）通过对镀层材料、镀覆工艺的研究，选用真空微蒸发镀技术对金刚石表面镀钛；对镀钛后的金刚石性能进行分析，发现与无镀层金刚石相比，其在抗压强度、冲击韧性、抗高温等方面性能更好；确定了钎焊镀钛金刚石所用的钎料、钎焊工艺路线和钎焊工艺参数。 （2）为了探究镀钛金刚石与钎料的结合强度，分别采用Ni-Cr、Ni-Cr-Mo、Cu-Sn-Ti三种合金钎料真空钎焊制作镀钛和无镀层金刚石钻头，并进行钻削玻化砖对比试验，发现N i-Cr、Ni-Cr-Mo钎料钎焊制作的镀钛金刚石钻头寿命均远小于无镀层金刚石钻头，说明Ni-Cr、Ni-Cr-Mo钎料不适合用于镀钛金刚石的钎焊；Cu-Sn-Ti钎料钎焊制作的镀钛与无镀层金刚石钻头相比较，钻头平均寿命相当，且镀钛金刚石钻头的钻孔效率更高，说明Cu-Sn-Ti钎料适用于镀钛金刚石的钎焊。并对以上结论的机理进行了分析。 （3）利用树脂砂轮、Cu-Sn-Ti钎料钎焊的无镀层金刚石砂轮以及镀钛金刚石砂轮对70Mn轨道钢进行了打磨试验，发现钎焊镀钛金刚石砂轮具有更高的磨削效率；对加工后的金刚石腐蚀并进行拉曼分析，发现镀钛和无镀层金刚石均有石墨化现象的产生，但镀钛金刚石防石墨化效果更好，说明镀层对内部金刚石起到了一定的保护作用。

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