陶瓷磨削用多层钎焊金刚石砂轮的研制

为解决传统树脂、电镀金刚石砂轮磨削陶瓷材料时存在的磨削寿命短、砂轮易堵塞烧伤等问题,分析利用钎焊金刚石技术制备陶瓷磨削用多层钎焊金刚石砂轮的可行性。结合钎料组分优选,制备具有开槽结构的多层钎焊金刚石砂轮,并对99.9%高纯度的Al_(2)O_(3)陶瓷进行磨削性能试验。结果表明:树脂、电镀金刚石砂轮分别存在磨削效率低和磨削寿命不足的问题,单层钎焊金刚石砂轮磨削效率较高但磨削寿命有限,多层钎焊金刚石在保持高磨削效率的同时磨削寿命优势明显,较单层钎焊金刚石磨轮提升约60%。在陶瓷材料磨削过程中,多层钎焊金刚石砂轮磨削效果显著,虽磨粒出露高度有限,但开槽设计的排屑效果显著,砂轮表面不易发生陶瓷粉末黏结、堵塞。

Review on monolayer CBN superabrasive wheels for grinding metallic materials

A state-of-the-art review on monolayer electroplated and brazed cubic boron nitride（CBN） superabrasive wheels for grinding metallic materials has been provided in this article. The fabrication techniques and mechanisms of the monolayer CBN wheels are discussed. Grain distribution, wheel dressing, wear behavior, and wheel performance are analyzed in detail. Sample applications of monolayer CBN wheel for grinding steels, titanium alloys, and nickel-based superalloys are also provided. Finally, this article highlights opportunities for further investigation of monolayer CBN grinding wheels.

Ni-Cr合金Ar气保护炉中钎焊金刚石砂轮的研究

用活性钎料钎焊单层金刚石砂轮与传统电镀砂轮相比具有磨削锋利、寿命长等优异性能。利用 Ar气保护炉中钎焊的方法 ,用 Ni-Cr合金粉末做钎料 ,适当控制钎焊温度、保温时间和冷却速度 ,实现了金刚石与钢基体的牢固连接。利用扫描电镜和 X射线能谱 ,结合 X射线衍射结构分析 ,发现在钎焊过程中 Ni-Cr合金中的 Cr元素分离出在金刚石界面形成富 Cr层并与金刚石表面的 C元素反应生成 Cr3C2 和 Cr7C3,这是实现合金层与金刚石有较高结合强度的主要因素。重负荷磨削实验表明金刚石为正常磨损 。

Ni-Cr合金真空单层钎焊金刚石砂轮

单层高温钎焊超硬磨料砂轮具有传统电镀砂轮无法比拟的优异磨削性能 ,国内应及早研制开发应用此种砂轮。本文利用真空炉中钎焊的方法 ,用Ni Cr合金钎料 ,适当控制钎焊温度、保温时间和冷却速度 ,实现了金刚石与钢基体间的高强度连接。扫描电镜X射线能谱 ,结合金相及试样逐层的X射线结构分析 ,剖析了Ni Cr合金与金刚石和钢基体钎焊界面的微区组织结构 ;揭示了Ni Cr合金对金刚石和钢基体表面的浸润和钎焊机理。即在钎焊过程中会在金刚石界面形成富Cr层并与金刚石表面的C元素反应生成Cr7C3,在钢基体结合界面上Ni Cr合金和钢基体中的元素相互扩散形成冶金结合 ,这是实现合金层与金刚石和钢基体都有高结合强度的主要因素。最后重负荷磨削试验表明金刚石为正常磨损 ,没有整颗金刚石脱落 。

钎焊单层金刚石砂轮关键问题的研究

概述了用活性钎料将金刚石磨料钎焊到钢基体表面制作单层金刚石砂轮 ,比传统的单层电镀金刚石砂轮具有明显的工艺优势。分析指出了钎焊工艺现存的关键问题 ,即如何实现金刚石磨料与合金钎料层高的结合强度、钎料层厚度的均匀性和金刚石磨料的有序排布。给出了可行的解决方案 ,即利用 Ag- Cu- Cr或 Ni- Cr等活性钎料与金刚石界面化学反应生成的 Cr7C3 和 Cr2 3 C7实现钎料层与金刚石间的高强度结合 ;通过砂轮地貌优化 ,优化出磨粒排布方式 ,然后按优化的结果排布磨料。

钎焊单层金刚石砂轮的现存问题及其对策

概述了用活性钎料将金刚石磨料钎焊到钢基体表面制作单层金刚石砂轮 ,比传统的单层电镀金刚石砂轮具有明显的工艺优势。分析指出了钎焊工艺的现存问题 ,即如何实现金刚石磨料与合金钎料层高的结合强度、钎料层厚度的均匀性和金刚石磨料的有序排布。给出了可行的解决方案 ,即利用Ag -Cu -Cr或Ni-Cr等活性钎料与金刚石界面化学反应生成的Cr7C3 和Cr2 3 C7实现钎料层与金刚石间的高强度结合 ;通过砂轮地貌优化 ,优化出磨粒排布方式 ,然后按优化的结果排布磨料。研制出了具有磨料出露高度高、有序排布、钎料层厚度一致性、高结合强度、高锋利度的单层钎焊金刚石砂轮。

新型砂轮研究进展及其展望

磨削加工技术是制造技术中的重要领域,是实现精密加工、超精密加工中最有效、应用最广的工艺技术。砂轮是磨削加工技术中使用最为广泛的加工工具,但传统砂轮存在磨粒容易脱落、磨削比能高、法向力与切向力之比大、需要定期修锐、加工塑性金属材料时容易堵塞等问题。探讨了砂轮的最新研究进展和研究成果,分析了单层钎焊砂轮、纤维砂轮、开槽砂轮、柔性砂轮、多孔砂轮以及磨粒有序化砂轮等新型砂轮的结构特点和不足,并对砂轮的研究发展进行了展望。

真空条件下钎焊单层金刚石砂轮的研究

单层高温钎焊超硬磨料砂轮具有电镀砂轮无法比拟的优异磨削性能 .在真空条件下用Ni Cr合金做钎料进行了钎焊单层金刚石砂轮的实验研究 ,实现了金刚石与钢基体间牢固的化学冶金结合 .扫描电镜X射线能谱 ,结合X射线衍射结构分析发现 ,在金刚石界面上有Cr的碳化物Cr3C2 和Cr7C3存在 ,而钢基体结合界面上则生成有 (FexCry)C ,这应是金刚石与钢基体之间具有较高结合强度的主要原因 .通过磨削实验验证了金刚石确实有很高的把持强度 .

Ni-Cr合金与金刚石和钢基体界面微区的分析研究

利用扫描电镜 X射线能谱 ,结合金相及试样逐层的 X射线结构分析 ,剖析了 Ni-Cr合金与金刚石和钢基体钎焊界面的微区组织结构 ;揭示了 Ni-Cr合金对金刚石和钢基体表面的浸润和钎焊机理。即在钎焊过程中 ,Ni-Cr合金中的 Cr元素分离出在金刚石界面形成富 Cr层并与金刚石表面的 C元素反应生成 Cr7C3,在钢基体结合界面上 Ni-Cr合金和钢基体中的元素相互扩散形成冶金结合 ,这是实现合金层与金刚石和钢基体都有较高结合强度的主要因素。

碟轮修整单层钎焊金刚石砂轮的试验研究

单层钎焊金刚石砂轮在制作完成之初由于砂轮基体加工存在误差以及磨粒粒径大小不一等原因造成磨粒等高性不一致,这使其难以在硬脆材料的精密磨削中得到广泛的应用。采用自制的钎焊碟轮对80/100#单层钎焊金刚石砂轮进行了修整试验研究。在修整试验前后跟踪了砂轮磨粒等高性的变化,进行了SiC陶瓷的磨削试验,并观测了工件表面质量的变化情况。试验结果表明:采用此方法能够实现单层钎焊金刚石砂轮的高效精密修整。修整试验结束后砂轮磨粒等高性较好,磨削SiC陶瓷的表面质量得到明显改善,表面粗糙度Ra值达到了0.1μm以下。

磨料有序排布钎焊金刚石砂轮磨削硬质合金的性能研究(英文)

通过优化排布金刚石磨料研制出钎焊单层金刚石端面砂轮。以硬质合金为加工对象,研究了该砂轮的磨削性能。结果显示连续干磨时,金刚石磨粒的失效形式主要是磨耗磨损和断裂两类,没有出现传统的电镀和烧结工具磨粒大量脱落的现象。这表明钎料合金对磨粒的高强度把持和砂轮的高耐用度。此外,工件的磨削表面获得了良好的粗糙度,理论预测的粗糙度数值和试验数值基本一致。

银基钎料钎焊单层金刚石砂轮的研究

概述了单层高温钎焊超硬磨料砂轮的优点。这种新型超硬磨料砂轮以其卓越的磨削性能在今后将逐步替代传统电镀砂轮。鉴于它极其广阔的应用前景，国内也必将大力开发此种单层钎焊超硬磨料砂轮。本文利用高频感应钎焊的方法，用 Ａｇ－ Ｃｕ合金和 Ｃｒ粉共同作中间层材料，在一定的钎焊温度和时间下，实现了金刚石与钢基体间的牢固结合。经扫描电镜分析发现Ｃｒ与金刚石之间形成ＣｒＣ，与钢基体之间形成（ＦｅｘＣｒｙ）Ｃ，这是实现合金层与金刚石及钢基体之间都有较高结合强度的主要因素。最后通过磨削实验证实了金刚石确实有较高的把持强度。

加Cr银基钎料钎焊单层金刚石砂轮的实验研究

概述了单层高温钎焊超硬磨粉砂轮的工艺优势，这种新型超硬磨料砂轮以其卓越的磨削性能在今后逐步替代传统电镀砂轮应是一种无法抗拒的必然趋势．鉴于它极其广阔的应用前景，国内在推广应用超硬磨料砂轮时也必将大力开发此种单层钎焊砂轮。文中利用高频感应钎焊的方法，用添加有Ｃｒ的Ａｇ－Ｃｕ合金做中间层材料，在一定的钎焊温度和时间下，实现了金刚石与钢基体间的牢固连接．经Ｘ射线能谱及Ｘ射线衍射分析发现Ｃｒ与金刚石之间形成Ｃｒ３Ｃ２，与钢基体之间形成（ＦｅxＣｒｙ）Ｃ，这是实现合金层与金刚石及钢基体之间都有较高结合强度的主要因素。最后通过磨削实验证实了金刚石确实有较高的把持强度。

银基钎料钎焊单层金刚石砂轮的试验

概述了单层高温钎焊超硬磨料砂轮的工艺优势 ,这种新型超硬磨料砂轮以其卓越的磨削性能在今后逐步替代传统电镀砂轮应是一种无法抗拒的必然趋势。鉴于它极其广阔的应用前景 ,国内在推广应用超硬磨料砂轮时也必将大力开发此种单层钎焊砂轮。本文利用高频感应钎焊的方法 ,用Ag -Cu合金和Cr粉共同作中间层材料 ,在一定的钎焊温度和时间下 ,实现了金刚石与钢基体间的牢固连接。经X射线能谱及X射线衍射分析发现Cr与金刚石之间形成Cr3C2 ,这是实现合金层与金刚石有较高结合强度的主要因素。

单层钎焊金刚石砂轮的修整实验研究

为满足单层钎焊金刚石砂轮高效精密加工的性能要求,对磨粒有序排布单层钎焊金刚石砂轮的修整进行了实验研究。采用磨粒有序排布的钎焊金刚石修整工具对钎焊砂轮进行了修整,该修整方法通过修整工具粒度的变化以及修整速比的调整来控制砂轮形貌,从而使氧化锆的磨削表面粗糙度达到了精密加工的水平。对砂轮形貌进行了观测统计,数据表明,砂轮磨粒的等高性得到明显改善且避免了磨粒端部的严重钝化。

钎焊单层金刚石砂轮的实验研究

单层高温钎焊超硬磨料砂轮具有传统砂轮和电镀砂轮无法比拟的优异磨削性能。利用高频感应钎焊的方法 ,以 Ag-Cu合金和 Cr粉为钎料 ,在一定的钎焊工艺条件下进行了实验研究 ,实现了金刚石与钢基体间的牢固化学冶金结合。扫描电镜分析发现在 Ag-Cu-Cr与金刚石的界面之间形成Cr C,与钢基体结合界面之间形成 ( Fex Cry) C,这是实现合金层与金刚石及钢基体之间都有较高结合强度的主要因素。并在相同的磨削参数条件下与电镀砂轮进行了对比实验 ,取得了较好的结果。

磨削花岗石过程中钎焊金刚石磨损特征分析

通过跟踪测量金刚石磨粒出露高度及其磨损状态比例,分析钎焊金刚石在磨削花岗石过程中的磨损特征,利用三明治热电偶法测量工具-工件接触区的工件表面温度.结果表明,在所试验的钎焊工具中,金刚石磨粒主要以破碎磨损为主,约有44%的磨粒直接从完整状态产生台阶式宏观破碎,磨粒的宏观破碎均发生于磨粒与结合剂的结合部.磨削过程中工具-工件接触区的表面温度约为480℃,该温度不足以使金刚石磨粒产生石墨化.钎焊金刚石磨粒的出露高度越高,磨粒所承受的弯矩越大,弯矩增加以及工件对磨粒的剪切力是导致金刚石磨粒产生结合部破碎的主要原因.

钎焊金刚石砂轮磨削硬质合金的磨削力研究

采用钎焊金刚石砂轮对两种硬质合金进行磨削实验,通过测量磨削过程中的磨削水平力和垂直力,对砂轮所受的单位宽度法向力、切向力和力比进行了研究。建立了单颗磨粒磨削力与加工参数间的理论模型,并用实验数据进行验证。理论分析了磨削深度、进给速度对单位宽度磨削力、单颗磨粒磨削力及力比的影响程度。

Ni-Cr合金钎焊金刚石砂轮机理的研究

利用扫描电镜 X射线能谱 ,结合金相及试样逐层的 X射线结构分析 ,剖析了 Ni Cr合金与金刚石、钢基体钎焊界面的微区组织结构 ;揭示了 Ni Cr合金对金刚石和钢基体表面的浸润和钎焊机理 ,即在钎焊过程中Ni Cr合金中的 Cr元素分离出 ,在金刚石界面形成富 Cr层并与金刚石表面的 C元素反应生成 Cr7C3 ,在钢基体结合界面上 Ni Cr合金和钢基体中的元素相互扩散形成冶金结合 ,这是实现合金层与金刚石。

钎焊金刚石磨削石材过程中磨粒磨损状态研究

通过数字视频采集系统跟踪观察钎焊金刚石砂轮磨削过程中磨粒表面形貌变化。研究了钎焊金刚石砂轮在磨削花岗石材料过程中,金刚石磨粒的出刃高度和磨损状态的变化规律。结果表明,钎焊金刚石工具在加工过程中,钎焊金刚石磨粒可分为六种磨损状态:完整晶形、微观破碎、宏观破碎、磨平、折平和脱落。磨粒磨损路径主要是以完整→微观破碎→宏观破碎→脱落的方式进行。金刚石磨粒在磨损过程中,可分为初期磨损、正常磨损和剧烈磨损三个阶段。