铜基预钎焊金刚石锯片的研制及其加工性能研究

摘要

金刚石锯片是目前消耗量最多的金刚石工具。现阶段一般采用烧结工艺制造较大尺寸的金刚石锯片。此种工艺下,金刚石只是简单的被机械包埋在金属胎体中,在切割过程中金刚石容易脱落,造成锯片锋利度下降、寿命短等缺陷。钎焊技术虽然可以实现金刚石与钎料之间的化学结合,实现对金刚石的高把持力,但是,受到钎焊工艺过程本身的限制,目前的应用仅局限于单层金刚石磨料工具的制造。本文借鉴钎焊技术实现金刚石表面的金属化,以此种金刚石为磨粒成功研制出具有多层钎焊效果的金刚石烧结锯片。本文研究的主要内容有:
　　(1)开发出一套金刚石磨粒表面铜基钎料预钎焊处理工艺,成功实现了Cu-Sn-Ti钎料对金刚石磨粒的预钎焊。与常规金刚石相比,预钎焊金刚石磨粒的静压强度和冲击韧性下降很小;
　　(2)利用扫描电镜分析了预钎焊金刚石磨粒的界面微观结构以及热损伤,发现预钎焊金刚石磨粒界面存在元素富集偏聚现象,形成化学结合界面,Cu-Sn-Ti钎料对金刚石的热损伤较小;
　　(3)利用扫描电镜分析预钎焊金刚石磨粒与胎体的结合界面,发现预钎焊金刚石磨粒与胎体金属结合致密,预钎焊金刚石磨粒与胎体之间界面存在元素扩散现象,形成化学冶金结合,从而大幅度提高了胎体对金刚石磨粒的把持强度;
　　(4)利用常规金刚石、镀钛金刚石和预钎焊金刚石分别制作了350mm金刚石锯片,并进行对比切割试验,发现预钎焊金刚石锯片在锋利度和寿命上都优于镀钛金刚石锯片和常规金刚石锯片,而且在重负荷加工条件下这种优势更加明显。

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图表清单

第一章 绪论

1.1金刚石锯片发展历程

1.2金刚石锯片研究现状及其研究意义

1.3多层钎焊金刚石工具的研究

1.4本文研究的意义及其主要研究内容

第二章 金刚石磨粒表面Cu基钎料预钎焊工艺

2.1试验材料选择

2.2 金刚石磨粒表面预钎焊处理

2.3 Cu基钎料预钎焊金刚石磨粒的性能

2.4 Cu基钎料预钎焊金刚石磨粒理论模型

2.5 基于金刚石磨粒预钎焊模型的新工艺探索

2.6本章小结

第三章 Cu基钎料预钎焊金刚石磨粒的效果评价

3.1 Cu基钎料预钎焊金刚石磨粒的界面分析

3.2 Cu基钎料预钎焊金刚石磨粒的热损伤分析

3.3 Cu基钎料多层钎焊金刚石锯片刀头的断面分析

第四章 Cu基钎料多层钎焊金刚石锯片的加工性能试验研究

4.1 Cu基钎料多层钎焊金刚石锯片的制作

4.2 节块抗弯强度测试

4.3节块磨削性能测试

4.4 锯片加工性能试验

4.5 Cu基钎料多层钎焊金刚石锯片的磨损分析

4.6 本章小结

第五章 总结与展望

5.1本论文所取得的主要成果

5.2关于进一步研究的设想

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的学术论文