基于金刚石热历史的超硬磨具激光增材制造工艺与组织性能优化

超硬磨具激光增材制造过程中,金刚石极易受到激光直接辐照和高温熔池的影响,出现石墨化等热损伤现象.选取典型的金刚石磨具用金属结合剂CuSn10粉末,采用粉末床熔融(Powder Bed Fusion-laser Beam,PBF-LB)技术制备CuSn10-金刚石复合材料;围绕高能激光束和高温熔池两个影响增材制造过程中金刚石颗粒性能的关键因素,以单颗金刚石颗粒为研究对象,通过有限元模拟分析构建金刚石颗粒的温度场模型,反映了金刚石颗粒在PBF-LB中的热演化过程;阐明了PBF-LB过程金刚石的热损伤机制,发现金刚石发生石墨化转变并不是由激光的直接辐照造成的,而是由高温熔池的热影响导致,CuSn10-金刚石复合材料在PBF-LB过程中石墨化的临界温度为1491.6℃.建立了PBF-LB工艺-金刚石颗粒温度-石墨化程度-摩擦磨损性能的定量关系,发现随着金刚石颗粒温度的增加,其石墨化程度增加,严重损害了复合材料的摩擦磨损性能.

纳米陶瓷结合剂超硬磨具的制造工艺

纳米陶瓷结合剂是一种新型的超硬磨具结合剂，它显著降低了磨具烧结温度，大幅度提高了制品强度、韧性和耐磨性，且气孔可控，为陶瓷结合剂的应用开拓了一个崭新的领域。本文阐述了纳米陶瓷的性能及关键方法，特别对纳米陶瓷结合剂超硬工具的成型工艺方法进行了研究。结果表明，在纳米陶瓷结合剂中加入20％-30％的水和适量的表面活性剂，可以提高成型密度、毛坯强度和制品的抗折强度，抗折强度高于100MPa。经过烧结，纳米陶瓷结合剂与金刚石和CBN超硬磨料润湿性良好、结合力大，在烧结过程中与超硬磨料不发生反应、不腐蚀损伤超硬磨料。成功用于磨削PCD复合片的金刚石陶瓷砂轮。

超硬磨具用金属结合剂国内外研究进展

金属结合剂超硬磨具广泛应用于石材、陶瓷和硬质合金的加工领域。介绍了目前常用的钴、铜、铁基等纯金属结合剂的特点、类型和力学性能。分析了不同添加物对金属–陶瓷复合结合剂性能的影响。重点阐述了近些年发展起来的金属–树脂复合结合剂的发展状况及趋势。最后提出了金属基复合结合剂发展中存在的问题。

纳米陶瓷结合剂超硬磨具的制造工艺

纳米陶瓷结合剂是一种新型的超硬磨具结合剂,采用它能显著降低磨具烧结温度,大幅度提高制品的强度、韧性和耐磨性,且气孔可控,为陶瓷结合剂的应用开拓了一个崭新的领域。文章阐述了纳米陶瓷的性能及应用。结果表明:纳米陶瓷结合剂抗折强度高于100MPa,经过烧结,纳米陶瓷结合剂与金刚石和cBN超硬磨料润湿性良好、结合力大,在烧结过程中与超硬磨料不发生反应、不腐蚀损伤超硬磨料。成功用于磨削PCD复合片的金刚石陶瓷砂轮。

超硬磨具静平衡测试仪的研究

超硬磨具静平衡测量是影响其使用性能一个重要因素。根据目前国内检测设备的状况,采用矢量值之间的数学运算和数据处理技术,提出了一种基于单片机dsPIC30F3012静平衡测试仪的设计思想,给出了系统结构框图、部分硬件电路和软件流程图,讨论了仪器的抗干扰措施,对存在的问题进行了分析,指出了改进办法。实验结果表明:该仪器性能稳定可靠,为超硬磨具的静平衡检测提供一种新的途径。

磨料表面镀覆对陶瓷结合剂超硬磨具强度的影响

在陶瓷结合剂超硬磨具的烧结过程中,超硬磨料易受到陶瓷结合剂中某些成分的腐蚀或受到热损伤,在超硬磨料表面涂覆一层保护层,既可减轻或避免腐蚀和热损伤,还可改善磨料与结合剂之间的结合状况。文章主要对各种镀层的金刚石、c BN磨料与陶瓷结合剂按一定的比例热压烧结进行了分析说明,并测定了其抗折强度,研究了各镀层对磨具抗折强度的影响。

超硬磨具纳米陶瓷结合剂研究进展

文章分析了超硬磨具用纳米陶瓷结合剂的典型特征,针对其制备方法和最新研究现状进行了综述,讨论了目前纳米陶瓷结合剂研究中可能存在的问题及对策。纳米陶瓷结合剂的研究有助于超硬磨具进一步适应超高速和超精密等特种磨削技术的基本要求,并对其应用领域的拓展具有重要作用。

超硬磨具发展情况

河南工业大学材料学院,具备国内超硬材料及制品和磨料磨具工程两个本科专业方向,和磨料磨具、超硬材料、高温材料等团队。1956年成立以来针对先进磨料磨具、高端超硬材料制品等方面的前沿技术和科学问题开展研究。近五年获得河南省科技进步一等奖2项、发表相关学术论文120篇、制定国家标准3项、承担国家级课题4项、承担河南省重大科技专项3项、授权发明专利12项。研究成果同工程应用结合紧密,培养的人才活跃在超硬材料及制品、磨料磨具行业第一线,为行业的发展做出了卓越贡献。

酚醛树脂改性及在超硬磨具中的应用研究现状

从有机物改性酚醛树脂、无机物改性酚醛树脂和纳米材料改性酚醛树脂三方面综述了酚醛树脂改性的研究现状,阐述了改性酚醛树脂在超硬树脂磨具中的应用,指出了酚醛树脂在超硬磨具应用中存在的问题并提出了解决思路。

基于C#的超硬磨具CAD/CAM系统研究与开发

针对超硬磨具制造企业存在的问题,提出开发超硬磨具CAD/CAM集成系统。通过对系统主要功能模块组成的设计与分析,基于C#开发平台,设计并开发了超硬磨具CAD/CAM集成系统。经过实践应用表明,该系统能够有效提高企业生产管理的信息化水平。

超硬磨具设计与生产管理集成化系统研究

为了提高中小型超硬磨具制造企业的信息化管理水平,对超硬磨具制造生产过程中存在的问题进行了分析.按照数据层、应用层和界面层的三层体系架构原则,对系统的总体结构进行了设计.对系统开发过程中的关键技术进行了分析,主要包括超硬磨具配方参数设计、制造工艺参数智能优化和基于SPC的超硬磨具制造过程质量控制等.基于上述技术及架构,以C#.NET为开发平台,设计并开发了超硬磨具设计与生产管理集成化系统.通过实际应用表明,该系统能够有效提高企业生产管理的信息化水平.

超硬磨具用耐高温树脂结合剂的性能研究

采用甲基三甲氧基硅烷(MTMS)为改性剂,通过酯交换方式制备出有机硅酚醛树脂(SPF),并用傅里叶变换红外光谱分析、热重分析、力学性能测试等表征方法对SPF进行测定。结果表明:MTMS被成功引入SPF树脂结构中,且SPF耐热性能优良,受热质量损失10%时温度为462℃,较普通酚醛树脂(PF)的温度提高了90℃。与以PF为结合剂的超硬磨具相比,以SPF为结合剂制造的超硬磨具的力学性能明显提高,磨削比提高了51.1%;同时,后者的弯曲强度和冲击强度较前者的分别提高了14.2%和5.7%。

用于超硬磨具的新型催化剂固化的酚醛树脂的性能

六次甲基四胺(hexamethylenetetramine,HMTA)作为最常用的热塑性酚醛树脂的催化固化剂,大量应用于磨具制造领域。由于结构中芳核间仅以亚甲基相连,因此树脂表现为较大脆性。以自制苯酰胺类衍生物(sulfonamide derivatives,PTSA)替代六次甲基四胺用于酚醛树脂的固化,采用热重分析(thermogravimetric analysis,TGA)、力学性能以及冲击测试等方法进行表征及分析。结果表明:PTSA固化酚醛树脂失重10%时的热失重温度为396℃,较HMTA固化的酚醛树脂的提高了24℃,耐热性优良;以PTSA固化树脂作结合剂制备的超硬磨具,较HMTA固化树脂作结合剂的超硬磨具的磨削比提高36.18%。

金属结合剂超硬磨具组分的解析

化学解析是指对复杂混合物质进行成分定性、定量和结构的分析,其特点是多种分离和分析方法的联合运用,也就是"综合分析",这种综合分析是分析科学中最具探索性和挑战性的学科。目前,随着各种大型先进仪器的普及,化学解析技术正在迅速发展并应用到各个行业之中。根据金属结合剂磨具制造工艺特点,以常规化学分析为基础,结合原子发射光谱、扫描电镜、能谱和X衍射仪等仪器分析,总结出一套较为完整的金属磨具的化学解析方法,为行业技术人员进行产品开发和质量控制提供参考。

超硬磨具用环氧树脂胶粘剂粘接强度影响因素的研究

研究了陶瓷结合剂超硬磨具用CH型环氧树脂胶粘剂固化比、温度和添加铜粉改性对胶粘剂粘接强度的影响。结果表明:A(环氧树脂)∶B(固化剂)的不同配比显著影响粘接强度,A∶B=2∶3或3∶2时,其强度达到最大。随温度上升,粘接强度逐渐下降,当温度上升到125℃时其粘接强度仍能达到10M Pa。添加铜粉改性后,胶粘剂粘接强度随着铜粉的增加先增加后下降,当铜粉含量为5w t%时,其强度最大,比不改性的胶粘剂粘接强度提高约25%。

树脂超硬磨具工作层结构与成分测试技术研究

树脂超硬磨具广泛应用于硬质合金及各种耐磨难加工材料的精磨、半精磨及抛光工序,随着精密、超精密加工技术的发展,对树脂超硬磨具产品质量提出了更高的要求。树脂超硬磨具工作层结构与成分检测是产品开发和质量提升的重要途径之一,备受业内重视。根据树脂超硬磨具的制备工艺及自身结构特点,综合运用多种先进分析方法,实现超硬磨具工作层结构与成分全面、精确定量分析,有效指导行业技术人员进行产品研发、质量控制及提升。

技术和服务“超硬”的圣戈班磨料磨具——访圣戈班磨料磨具超硬磨具中国区总经理戴航

工业发达国家自20世纪70年代开始推广超硬磨具，90年代已经广泛替代普通磨具进行高速磨削或超高速磨削。而直到2000年前后，我国超硬磨具市场发展仍然严重滞后，鲜有的应用也局限于普通磨具难以加工的材料，如陶瓷、轴承以及刀具等行业的高硬、高脆材料。作为全球知名的500强企业，圣戈班磨料磨具在推动超硬磨具发展方面取得了令人瞩目的成果。CIMES2012展会现场，圣戈班磨料磨具展出了大量最新的超硬磨具产品，引起了客户的广泛关注。《金属加工》杂志的记者特意采访了圣戈班超硬磨具中国区总经理戴航先生，与读者一起分享圣戈班公司关于超硬磨具的技术与创新。

新型砂轮和超硬磨具研制成功

近日，经河南省推荐并经国家科技部、商务部、质监检验检疫总局、环保总局和河南省科技厅批准，由郑州磨料磨具磨削研究所研制开发的“轿车发动机关键零件加工专用数控机床配套高速、高效CBN砂轮”及“高精度超薄超硬材料磨具”两项产品分获国家重点新产品证书和河南省高新技术产品证书。

新型砂轮和超硬磨具研制成功

近日，由郑州磨料磨具磨削研究所研制开发的“轿车发动机关键零件加工专用数控机床配套的高速高效CBN砂轮”及“高精度超薄超硬材料磨具”两项产品分获国家重点新产品证书和河南省高新技术产品证书。