枫叶红花岗石游离磨料加工表面特性研究

采用游离磨料加工一种典型的枫叶红花岗石,并对其不同区域经粗磨、精磨、抛光后的表面粗糙度、光泽度和表面形貌进行了对比研究。结果表明,经过8 h抛光后,枫叶红光泽度达到89,且石英区较长石区更容易得到好的表面加工质量,抛光后的表面粗糙度值分别为0.05μm和0.14μm。

电泳共沉积超细金刚石/玻璃复合涂层的研究

通过电泳共沉积技术制备超细金刚石/玻璃复合涂层,主要探讨了电泳沉积工艺及固化烧结条件对涂层的影响。超细金刚石粉体在乙醇溶液中荷负电,为阳极沉积。通过电流变化和形貌观察研究涂层沉积质量,结果表明:电压为30～50 V时,可以形成均匀平整的复合涂层。添加质量分数为0.05%～0.10%的金属阳离子能实现阴极沉积,避免了阳极腐蚀,有利于基板的选择。复合涂层最优固化烧结温度为450°C,反应时间为3 h,烧结后的涂层光滑致密且实现了金刚石在黏结相中的均匀分布。

金刚石绳锯切割混凝土的锯切力实验研究

对烧结金刚石串珠绳锯在锯切混凝土过程中锯切力的变化进行了跟踪检测实验,研究了锯切力随锯切参数及锯切长度的变化规律。实验结果表明:锯切过程中,工件上所承受的锯切力(水平力Fh和垂直力Fv)随着线速度vs的提高而减低,随着进给速度vf的提高而增加。锯切力随着锯切中工件长度L的增加而增加。垂直力与水平力之间存在着良好的对应关系,垂直力与水平力比约为4.45。

新连接方式金刚石磨损特征的试验研究

以端面磨盘形式为载体,通过恒压磨耗试验研究了采用液体合金方式连接的金刚石的磨损特征。结果表明,新连接方式金刚石使用过程的磨损形态主要有完整、磨平、微观破碎、宏观破碎和折断五大类,与钎焊金刚石的磨损特征基本一致。磨耗过程中没有出现磨粒脱落现象,说明新连接方式工具的结合剂对磨粒具有很强的把持力。但与钎焊工具相同,磨粒折断是其最为致命的失效形式。

树脂金刚石砂轮磨削微晶石的磨削力特性研究

使用树脂结合剂金刚石砂轮对微晶石进行磨削,测量并分析磨削力随着磨削参数的变化规律,并结合对磨削工件表面微观形貌的观察,分析工件材料的去除方式。结果表明:对磨削力而言,磨削深度影响最大,砂轮线速度次之,工件进给速度影响最小。工件材料主要以是脆性方式去除。

W基串珠胎体配方的实验研究

通过正交实验设计和分析,配合相应的工艺条件,并通过电子显微镜(SEM)和电子探针(EMPA)等分析工具,研究了不同活化元素对W基胎体性能的影响以及胎体对金刚石的把持情况。结果表明:通过添加Fe、Ni、Sn等活化金属,可以使W基胎体的烧结温度降低到1 000℃以下,其中Ni和Fe元素的含量对W基胎体的致密度有显著影响,Fe元素含量的变化对胎体硬度有较显著影响;胎体中的W与金刚石发生化学冶金结合,较Co基胎体相比,提高了胎体对金刚石的包镶能力。

锯切功率采集及其载荷分布提取的程序设计

从锯切运动几何角度分析了切入、切出阶段接触弧线的变化规律及其与锯切功率变化特征的关系,建立了从切入、切出阶段的功率信号求解功率载荷分布密度的数学模型;进而采用LabVIEW图形化编程软件,编写了锯切功率采集及功率载荷分布密度的提取程序,并进行了实例试用。结果表明:所设计的程序可以实现功率载荷分布密度的提取;从弧区底部开始,锯切功率载荷密度随着接触弧线的延长而增大。

金刚石绳锯振动信号检测与分析

研究了金刚石绳锯机在锯切花岗石时串珠绳的振动。通过高精度位移传感器采集串珠绳振动信号,并通过零均值化、坏点剔除及消除线性趋势项等一系列方法对检测信号进行了分析处理,利用相同加工条件下均方根值的稳定性对信号的数据处理方法进行了验证。处理前,三组信号的均方根值最大差值为11.91 mm,误差率高达79.27%。经过处理后,三组信号均方根值的最大误差率控制在1.3%以内,证明了信号处理方法的可行性及有效性。试验为绳锯加工过程中振动信号的采集和分析搭建了较好的平台,并为信号的进一步分析和处理提供依据。

稀土对金属基金刚石节块力学性能的影响

金属基金刚石工具结合剂中添加少量稀土元素可以细化胎体晶粒,净化金刚石与胎体界面,从而改善结合剂与金刚石的界面结合状态。本研究通过在不同类别金刚石节块中添加或不添加稀土元素,观察其力学性能的变化,并进行比较分析,探讨稀土元素对不同类别金刚石节块力学性能的影响机制。实验结果表明稀土元素对不同类别金刚石节块抗弯强度的影响较为显著,同时,在铜基中加入稀土元素,可以加强金刚石与周围胎体的结合状况,提高胎体对金刚石的把持力。研究成果将有利于促进和推广稀土在金刚石工具制造领域中的应用。

高温钎焊过程中Ni-Cr合金对金刚石磨粒静压强度的影响

采用C类(Ni82Cr7Si4.5B3.1Fe3)和E类(BNi76Cr15P9)两种钎料对金刚石进行真空炉中钎焊。通过静压强度测试对各种状态下的金刚石钎焊性能进行评价,并借助SEM以及拉曼光谱仪对金刚石表面碳化物的形貌和金刚石的石墨化进行检测分析。结果表明:钎焊高温对金刚石强度的影响较合金钎料的化学侵蚀作用而言小很多;触媒元素Ni、Fe和强碳化物形成元素Cr等引起的化学侵蚀,是导致金刚石静压强度降低的两个主要原因;不同品质的金刚石经过高温钎焊后,静压强度值出现不同程度的降低。

细粒度钎焊金刚石砂轮磨削花岗石的磨削力特征分析

通过测量磨削力,研究细粒度钎焊金刚石砂轮磨削花岗岩过程磨削力随加工参数的变化特征。结果表明:磨削力是随着砂轮线速度的增大而减小,随着工件进给速度的变大而增大,随着磨削深度的增大而增大。回归分析表明,磨削力受磨削深度的影响程度最大。不同加工条件下,法向磨削力与切向磨削力之间存在良好的线性关系,比值约为7.6。磨削过程中,金刚石与花岗石之间的运动符合Coulomb定律描述的滑动摩擦方式。

预烧结温度对热等静压法制备Co基金刚石串珠性能的影响

采用合适的工艺流程及参数,将热等静压(Hot Isostatic Pressing,HIP)技术应用于Co基金刚石串珠制备。分析了HIP后胎体性能的变化,并通过扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)进行断面微观分析。结果表明:相比较热压烧结,HIP更有助于改善Co基胎体各项性能,对于实验中各组Co基胎体,750℃预烧结胎体的性能提高最多,其中胎体抗弯强度提高了25.2%,胎体对钢基体的夹持力提高了37.9%。显然,HIP可用于Co基金刚石串珠的制备,而预烧结温度对HIP后胎体性能有着重要影响,在合适的预烧结温度下可以获得最佳性能的胎体。