预合金粉末在金刚石工具中的应用研究

本文初步分析研究了预合金粉末在金刚石工具胎体材料中的应用情况，讨论了预合金粉末作为工具胎体材料的优越性能和应用前景，分析发现，只要选择得当，预合金粉末胎体材料的性能可达到钴基胎体材料的性能水平，并且具有切割速度快，寿命长，对金刚石粘结牢固等优点，预合金粉末的应用成功必将推动金刚石工具制造技术的进一步发展。

稀土元素镧在金刚石工具胎体材料中的作用机理研究

研究了稀土元素镧对包镶金刚石颗粒的胎体机械性能、磨损性能及其对金刚石粘结性能的影响，确定了以ＬａＮｉ５合金粉末的形式添加稀土镧的方法，利用扫描电子显微镜分析了添加稀土镧前后胎体的组织结构变化、合金胎体中的元素分布情况以及胎体与金刚石之间的界面形态。

金刚石工具胎体材料中碳化物形成元素的行为

研究了金刚石胎体材料中的碳化物形成元素(Cr,Ti,W)与石墨和金刚石之间的粘结行为。结果表明,碳化物形成元素与石墨或金刚石发生反应而形成碳化物层。通过碳化物层,胎体材料与金刚石之间产生冶金结合。Co基和Cu基胎体材料中加入Cr可提高胎体对金刚石的粘结强度,Cr对Co基胎体本身也有固溶强化作用。W对金刚石有一定粘结作用。

金刚石与金属(或合金)的结合界面分析

本文从晶体结构方面说明了金刚石化学性质稳定的原因，介绍了提高金刚石工具性能所采用的三种常用方法：金刚石表面金属化、金属基体改性和工艺改变方法。这三种方法起作用的机理可解释为由于强碳化物元素的加入，使得内界面张力系数的降低和发生晶界反应。从而改善了界面结合。另外，本文还介绍了当前金刚石工具的研究主要集中于微量合金元素特别是稀土元素的加入，这可改善金刚石工具综合性能。

金刚石微粉电镀上砂工艺研究

针对金刚石电镀制品中微粉的上砂工序进行研究。重点对影响金刚石上砂效果的几个关键因素进行了工艺试验,讨论了阴极电流密度、搅拌方式、微粉浓度及尺寸、基体放置方式对沉积效果的影响。认为当阴极电流密度为5 A/dm2,以300 r/m in的速度,采用间歇磁力搅拌方式,对于M36/54金刚石微粉,当装载量为30g/L时,45°角放置基体并定时转动的工艺参数,可使电镀制品获得好的上砂效果。并对实际生产提出了指导性建议。

金刚石工具富铁胎体掺杂稀土的研究

稀土的加入量、加入形态和在混料中的均匀弥散性直接影响热压富铁金刚石复合材料的性能。改进的稀土掺杂工艺 ,保证了稀土在胎体中的均匀弥散性 ;通过试验研究了稀土的加入量与富铁胎体的抗弯强度、抗冲击韧性和孔隙率的关系 ,从而确定了稀土的最优加入量。通过差热分析试验 。

硬质材料在金刚石工具胎体中的作用

本文通过采用热压工艺和一系列实验,研究了在铜基和铁基结合剂系统中,WC、SiC、W和Fe等四种硬质相及其粒度变化对金刚石工具的力学性能的影响。实验结果表明:同系统中不同硬质材料对胎体性能的影响程度明显不同,而随热压条件的变化硬质材料的上述表现规律也存在显著的不同,并发现WC颗粒的粒度减小有利于基体硬度与强度的提高。

结合剂中金刚石固位机理及提高固位能力的技术

探讨了结合剂在金刚石节块锯切花岗石过程中所起的固位作用及固位机理。指出在设计结合剂时应努力提高结合剂的固位能力，保证金刚石实现最佳工作状态。从添加碳化物形成元素、稀土元素，采用镀膜金刚石以及合理使用金刚石等方面讨论了提高节块工作中结合剂固位能力的手段及作用机理。

聚晶金刚石的应用现状和发展趋势

详细介绍了聚晶金刚石的性能特点,聚晶金刚石在汽车、航空航天、木材加工、电子行业、石油地质钻探、线材模具、玻璃切割和宝石加工行业的应用现状,并对其发展趋势进行了展望。

镀膜对金刚石与结合剂之间结合性能的影响

采用磁控溅射的方法在金刚石表面镀覆Ti,Mo ,Cu以及TiN。测定了镀Ti金刚石的单粒抗压强度 ,用XPS分析了真空热处理后的金刚石表面结构 ,利用抗弯强度试验及扫描电镜分析 ,研究了镀膜金刚石在Co基结合剂中的界面结合状态。结果表明 :金刚石镀膜后能够提高其单粒抗压强度。在 840℃的热压条件下 ,镀层金属与金刚石能够在局部生成碳化物而形成化学结合 ,但对结合强度的提高还没有起着主导作用。镀Mo金刚石能够被Co基结合剂很好地浸润 。

镀TiN金刚石与结合剂之间的结合状态研究

利用抗弯强度试验、扫描电镜及能谱分析研究了镀TiN金刚石在Fe基、Ni基、Cu基及Co基结合剂中的界面结合状态。结果发现，金刚石表面镀TiN后，其Fe基、Ni基和Cu基复合材料的抗弯强度均下降，而Co基复合材料抗弯强度上升。在Fe基和Ni基中，镀TiN的金刚石与基体之间的断裂主要发生在TiN的外表面，同时Fe、Ni等主要元素已扩散到金刚石表面，造成TiN层局部剥离金刚石。在Cu基和Co基中，镀TiN金刚石与结合剂之间的断裂主要发生在TiN层外侧的结合剂中，TiN层保存完整，其中Co基结合剂在TiN表面附着最均匀，这与TiN在Co基结合剂中溶解度小且扩散速度慢等有关。

金属-纳米金刚石复合镀层的摩擦磨损性能

本文研究在正交优化工艺条件下获得的镍 -钴 -纳米金刚石复合电镀层的摩擦学性能 ,镀层致密无孔隙 ,讨论了纳米金刚石的加入对镀层组织的影响。结果表明 ,纳米金刚石的加入 ,使镍 -钴合金层的组织细化 ,不加纳米金刚石的镀层晶粒尺寸约为 0 5～ 0 6μm ,加纳米金刚石的镀层晶粒尺寸约为 0 1～ 0 2 μm。镍钴合金镀层的摩擦系数为 0 3 5左右 ,寿命在摩擦半径为 14mm时平均为 0 0 2 2km。纳米金刚石复合镀层摩擦系数为 0 3左右。镀层寿命在摩擦半径为14mm时为 0 15km。

Cr在金刚石工具胎体材料中的作用

采用金相显微镜、SEM、EPMA及XRD等手段分析了Cr在常用胎体材料中的扩散反应及Cr对胎体材料粘结金刚石的影响。结果发现 :在 82 0℃短时热压条件下 ,Cr在钴 -青铜系和Fe -青铜系胎体材料中分别形成了 8～ 2 0 μm和 4～ 10 μm厚的扩散层 ;成分分析表明Cr在α -Fe、γ -Co和α -Cu中的溶解度依次减少 ;Cr显著强化了胎体材料 。

镀膜金刚石与结合剂之间的结合状态研究

利用横向断裂强度试验及扫描电镜分析 ,研究了磁控溅射镀Ti、Mo及Cu金刚石在Fe基、Ni基及Co基结合剂中的界面结合状态。结果表明 ,金刚石表面镀覆金属后 ,对金刚石具有良好的保护作用 ,避免或减小了结合剂对金刚石的侵蚀。镀覆Ti、Mo后 ,能够提高金刚石与结合剂的结合强度 ,但与结合剂的成分以及热压工艺有很大的关系。在 830～ 840℃的热压条件下 ,镀层金属与金刚石可能形成局部的化学结合 ,但大部分镀层金属未能与金刚石反应生成碳化物而是熔解、扩散到结合剂中 。

金刚石涂层硬质合金的研究动态(Ⅱ)

介绍了金刚石低压气相沉积薄膜的组织结构与性能、应用前景和市场分析预测 ,以及金刚石低压气相沉积基本原理和工艺方法 ;并着重介绍了近年来国外有关低压气相沉积金刚石涂层硬质合金方面的研究动态。

新型胎体材料制备金刚石工具的研究

提出了一种新型镀层作为电镀金刚石工具的胎体材料。指出 ,镍钴锰镀层具有比镍钴或镍锰镀层更高的综合机械性能和低得多的钴含量 ,更适合于制造电镀金刚石工具 ,将是一种很有发展前途的更新换代镀层。本文着重介绍了采用新镀层制备金刚石工具的具体过程和工艺条件 ,以及所制出的小尺寸工具对石材进行加工时的良好表现。

结合剂氧含量对金刚石锯片性能的影响

采用氮 /氧自动分析仪及SEM、XRD等手段分析了结合剂粉末中氧含量及其对锯片性能的影响。结果发现 :在烧结过程中 ,含氧量高的结合剂对金刚石形成了强烈的侵蚀 ,金刚石表面形成了许多凹坑 ,最终导致在切削过程中金刚石发生整体破碎的比例大幅度增加 ,工具的寿命和效率急剧下降。

稀土预合金粉在金刚石工具胎体中作用的微观机制

通过在金刚石工具胎体中添加La-N i预合金粉,利用扫描电镜对工具胎体的微观结构分析发现,稀土合金粉的适量加入可减少胎体中的孔隙,并使氧化物夹杂细小,圆化;La向Ti元素迁移,并向金刚石与金属基体界面偏聚。经X射线衍射分析发现,合金粉中的活性La能够还原Ti颗粒表面的氧化物薄膜,提高了Ti的活性,从而促进了Ti和金刚石的反应。证实了稀土对胎体材料具有催化活化和净化金刚石与金属基体界面等作用,提高了胎体材料对金刚石的粘结性能。

烧结工艺对金刚石锯片新型节块无钴结合剂机械性能的影响

本文对金刚石圆锯片的多层结构节块所用的新型无钴多元合金结合剂的机械性能进行了试验研究，分析了烧结温度、烧结时间和成型压力对烧结体的硬度、抗弯强度和冲击韧度的影响规律。结果表明，烧结温度的变化是影响坯体机械性能的主要因素。

酸浸+等离子体刻蚀YG6微米-纳米金刚石复合涂层工具研究

金刚石涂层工具一直是金刚石膜工具应用研究的主流。制约其产业化的主要因素是涂层的附着力低和微晶金刚石涂层工具的加工精度差。通过对衬底的有效预处理和CVD沉积过程控制的研究,开发在硬质合金基体上沉积高结合强度、低粗糙度的金刚石涂层新技术,对于实现CVD金刚石涂层刀具高效、高精度切削加工具有重要意义。对旨在提高金刚石涂层附着力的预处理技术,本文探索了将酸蚀脱钴+等离子体刻蚀处理衬底法。利用优化的沉积工艺,在酸浸+等离子刻蚀处理的YG6刀片上沉积的两层金刚石复合膜表面粗糙度为0.13μm,附着力压痕测试临界载荷大于1500N。金刚石涂层工具的切削加工性能明显高于无涂层硬质合金工具。在加工ZA lS i12合金时,单层和两层金刚石涂层车刀片的切削寿命分别是无涂层车刀片切削寿命的21倍和28倍。