钎焊金刚石工具微观界面与钎焊强度关系的研究

摘要

钎焊金刚石工具是超硬材料工具中的一种。由钎料中的强碳化合物形成元素或者镀覆金刚石表面镀层的强碳化合物形成元素与金刚石颗粒表面反应，生成碳化物，通过这些碳化物作为过渡层，改善金属结合剂对金刚石磨料的润湿，同时达到化学冶金结合，使得钎焊金刚石工具在磨粒出刃高度高达70～80％左右的情况下，钎料金属仍然对金刚石颗粒由很高的把持力。本文从钎焊试样金刚石颗粒的微观形貌出发，分析了钎焊工艺(钎焊温度及保温时间)对钎焊试样金刚石颗粒表面碳化物形态、结构的影响；以及碳化物的种类、形态、结构对钎焊试样剪切力值和钎焊强度的影响。 本文采用镍铬磷钎焊镀覆(镀钛)、无镀覆(普通)两种金刚石；镍磷钎料钎焊镀覆(镀钛)金刚石。利用真空烧结炉烧结试样，并对烧结后的钢片试样进行深度腐蚀。通过电子显微镜观察钎焊试样表面经过深度腐蚀后金刚石颗粒的微观形貌，并对其进行表征；并对钎焊试样进行剪切力值测试试验，通过对各试样剪切力平均值的统计，分别得出两种不同钎料钎焊金刚石试样中剪切力平均值最大的两个试样；然后将这两个试样进行磨损对比试验，通过对深度腐蚀金刚石颗粒微观形貌的观察，对剪切力值测试试验和磨损对比试验的结果进行了分析。通过以上实验研究得到以下结论： 1、镍铬磷钎料钎焊镀覆(镀钛)及无镀覆(普通)两种金刚石和镍磷钎料钎焊镀覆(镀钛)金刚石，这两种方案中金刚石颗粒均能和钎料形成牢固的化学冶金结合。 2、镍铬磷钎料钎焊镀覆(镀钛)金刚石，所得钎焊试样金刚石颗粒表面生成两层碳化物。随着钎焊温度的升高和保温时间的延长，两层碳化物形态都发生较大转变。 3、镍铬磷钎料钎焊无镀覆(普通)金刚石以及镍磷钎料钎焊镀覆(镀钛)金刚石，所得钎焊试样金刚石颗粒表面生成一层碳化物，随着钎焊温度的升高和保温时间的延长，这层碳化物形态都发生较大转变。 4、由于钎焊后金刚石颗粒表面所生成的不同碳化物、不同碳化物的结构，导致了镍磷钎料钎焊镀覆(镀钛)金刚石所得3号试样的剪切力平均值要高于镍铬磷钎料钎焊镀覆(镀钛)及无镀覆(普通)两种金刚石所得5号试样的剪切力平均值。 5、由于钎焊后金刚石颗粒表面所生成的不同碳化物、不同碳化物的结构，导致了镍磷钎料钎焊镀覆(镀钛)金刚石所得3号试样的钎焊强度要高于镍铬磷钎料钎焊镀覆(镀钛)无镀覆(普通)两种金刚石所得5号试样的钎焊强度。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1概述

1.2金刚石的主要性能与应用领域

1.2.1金刚石的主要性能

1.2.2金刚石的主要应用

1.3超硬材料金刚石工具

1.3.1烧结金刚石工具

1.3.2电镀金刚石工具

1.3.3钎焊金刚石工具

1.4钎焊金刚石工具国内外研究现状

1.4.1国外钎焊金刚石工具的研究进展情况

1.4.2国内钎焊金刚石工具的研究进展情况

1.5超硬材料工具的发展趋势

1.6本课题研究目的和意义

1.7本课题开展的主要工作

第二章试验材料及方案

2.1试验材料

2.2试验设备

2.3试验方案

2.3.1钎焊温度及保温时间的测定

2.4钎焊工艺参数

2.4.1钎焊试验

2.4.2镍铬磷钎料钎焊工艺

2.4.3镍磷钎料钎焊工艺

2.5深度腐蚀试验

2.6钎焊金刚石颗粒的微观形貌表征

2.7钎焊式样剪切力试验

2.8钎焊试样磨损对比试验

第三章两种镍基钎料钎焊金刚石颗粒的微观形貌表征

3.1镍铬磷钎料钎焊金刚石颗粒的微观形貌表征

3.2镍磷钎料钎焊金刚石颗粒的微观形貌表征

3.3小结

第四章两种镍基钎料钎焊试样剪切力测试

4.1镍铬磷钎料钎焊试样的剪切力测试

4.1.1微观形貌与剪切力值大小关系分析

4.2镍磷钎料钎焊试样的剪切力测试

4.2.1微观形貌与剪切力值大小关系分析

第五章两种钎料钎焊试样的磨损对比试验

5.1镍铬磷钎料钎焊试样的磨损试验

5.2镍磷钎料钎焊试样的磨损试验

5.3微观形貌与磨损试验结果分析

5.4 小结

第六章总结

致谢

参考文献

个人简介、攻读硕士研究生阶段取得的学术成果