多层钎焊金刚石锯片的研制及基础分析

使用添加了合金粉A的Ni-Cr合金钎料制备金刚石表面钎焊金属化的磨粒,采用粉末冶金烧结技术制作了多层钎焊金刚石锯片、镀钛金刚石锯片和无镀覆金刚石锯片,并进行了对比切割试验。应用扫描电镜对表面钎焊金属化的金刚石磨粒界面及多层钎焊刀头断面进行了综合分析。结果表明:添加合金粉A既能保证Ni-Cr合金对金刚石磨粒的润湿,又能有效降低钎料对金刚石的损伤;多层钎焊锯片胎体与金刚石磨粒之间出现Ni元素的迁移现象,胎体与金刚石磨粒钎焊层形成了冶金结合;多层钎焊锯片比镀钛锯片具有更高的磨粒把持强度。

基于多层钎焊金刚石砂轮在线电解修整技术的超细晶硬质合金精密磨削研究

利用模压成型技术和真空钎焊技术制备出了磨粒把持力大、力学性能优良的多层钎焊金刚石砂轮;采用在线电解修整技术促使磨钝的磨粒及时脱落,使砂轮在磨削过程中始终保持锋利性;并开展了基于多层钎焊金刚石砂轮在线电解修整技术的超细晶硬质合金精密磨削试验。试验结果表明:在相同磨削条件下,多层钎焊砂轮在线电解修整磨削力较无修整时的磨削力下降了33.7%～57.9%;多层钎焊砂轮在线电解修整磨削技术能有效提高加工表面质量。当进给速度为30 mm/s,磨削深度为15μm时,无电解磨削加工表面粗糙度为0.35μm,而在线电解修整磨削表面粗糙度仅为82.1 nm;多层钎焊砂轮在线电解修整磨削残余应力仅为无电解磨削时的38.2%～49.5%。且在线电解修整磨削表面完整性较好,没有出现表面/亚表面裂纹等相关缺陷,可实现超细晶硬质合金等难加工材料的高效精密加工。

碳纳米管对大粒度多层钎焊金刚石砂轮电解修整磨削性能的影响研究

制备了一种含碳纳米管电解液以用于大粒度多层钎焊金刚石砂轮的电解修整,并分析了碳纳米管对电解氧化膜特性及电解修整磨削性能的影响。研究结果表明碳纳米管能显著提高电解液的电解能力,电解氧化膜厚度增大了56.3%~80.2%,这有利于磨损磨粒的顺利脱落;螺旋卷曲状的碳纳米管在电解过程中能吸附、分布于氧化膜中,氧化膜的粘附强度增大了30%~50%,这能充分发挥氧化膜的研磨、抛光效果。含碳纳米管电解液电解修整大粒度多层钎焊金刚石砂轮磨削力比普通电解液电解修整磨削力降低了30%以上;磨削表面粗糙度小,且增长幅度相对平缓,即使当进给速度为30mm/s,磨削深度为16μm时,表面粗糙度也仅为0.15μm左右;含碳纳米管电解液电解修整大粒度多层钎焊金刚石砂轮磨削加工表面完整性较好,没有出现破碎、裂纹等加工缺陷,可有效实现超细晶硬质合金等难加工材料的高效精密磨削加工。

磨粒真空预钎焊金刚石磨轮的研制及其加工性能分析

分别采用Cu-Sn-Ti合金、A合金稀释的Ni-Cr合金对金刚石真空预钎焊处理,将预钎焊磨粒与金属粉末混匀后热压烧结制作节块和磨轮,并进行磨轮对比磨削实验。由抗压强度、冲击韧性实验测试磨粒力学性能,由抗弯强度实验测试节块抗弯强度。由扫描电镜分析磨粒与胎体界面结合效果。结果表明:Cu基预钎焊磨粒预钎焊层分布均匀,力学性能比A-Ni基预钎焊磨粒提高;预钎焊节块抗弯强度高于常规节块;Cu基预钎焊磨粒与胎体结合致密,界面处Ti元素偏聚富集,Fe、Cu元素相互扩散,实现了牢固化学冶金结合;预钎焊磨轮加工性能明显优于常规磨轮,Cu基预钎焊磨轮锋利度比Ni基预钎焊磨轮提高约15%,实现了多层钎焊效果。

钎焊金刚石孔钻基体结构优化的实验研究

使用镍基合金焊料和45#钢基体,采用高温真空钎焊技术,制备了6 mm的金刚石小孔钻,进行了基体结构的单因素对比试验,实现了多层钎焊效果,并进一步优化了孔钻基体的结构尺寸。在玻化砖钻削试验中,使用Hand USB Microscope和SEM跟踪观察了金刚石孔钻的磨损情况。结果表明:三种优化基体结构制作的金刚石钻头均出现了多层钎焊效果;该钻头比普通单层钎焊钻头多了三个磨损阶段,钻削寿命提高了70%以上;基体开槽的宽度是影响钻头多层钎焊效果的关键因素,以槽宽为金刚石粒径尺寸的2～3倍为宜。