【摘要】：隨著國家城鎮(zhèn)化建設(shè)的發(fā)展,如何有效解決工程建設(shè)及救援領(lǐng)域中高強(qiáng)度鋼及混有鋼和石材的混凝土復(fù)合材料的高效、安全和便捷切割成為主要問題之一。應(yīng)用實(shí)踐表明,采用傳統(tǒng)的電鍍和多層燒結(jié)金剛石鋸片、硬質(zhì)合金鋸片及樹脂砂輪片,在重負(fù)荷高速加工過程中因結(jié)合劑對(duì)磨料和刀頭的把持強(qiáng)度弱,存在脫落和斷裂等現(xiàn)象,嚴(yán)重影響鋸片的加工效率、安全性和使用壽命。圍繞高效安全的加工要求,論文提出利用高溫真空釬焊工藝的優(yōu)勢,開展高強(qiáng)度鋼高效切割新型釬焊鋸片的基礎(chǔ)研究。本文完成的研究工作主要包括:(1)根據(jù)高強(qiáng)度鋼高效切割的加工要求,設(shè)計(jì)制造了新型磨料釬焊鋸片,將其用于高強(qiáng)度鋼等黑色金屬的加工領(lǐng)域。確定鋸片的結(jié)構(gòu)形式和基體制造工藝,為確保獲得對(duì)磨料高的把持強(qiáng)度,選用Ni-Cr和Cu-Sn-Ti合金作為活性釬料,優(yōu)化了釬焊工藝,分析表明兩種釬料都能滿足釬焊要求。(2)分別開展了Ni-Cr合金釬焊金剛石和Cu-Sn-Ti合金釬焊復(fù)合磨料(金剛石、CBN、剛玉和碳化硅)界面特性研究,利用掃描電鏡、能譜儀和X射線衍射儀分析釬焊磨料結(jié)合界面微觀結(jié)構(gòu)和新生化合物的形貌、物相等特征。結(jié)果表明,Ni-Cr釬料和金剛石在界面處發(fā)生了化學(xué)冶金結(jié)合,在活性元素Cr的作用下生成柱狀形貌的C-Cr相化合物;Cu-Sn-Ti釬料對(duì)四種磨料表現(xiàn)出良好的浸潤性,在界面處形成牢固的化學(xué)冶金結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了一種釬料合金同時(shí)釬焊多種磨料的牢固連接。(3)分別對(duì)Ni-Cr合金釬焊金剛石鋸片和Cu-Sn-Ti合金釬焊多種磨料鋸片進(jìn)行高強(qiáng)度鋼切割性能試驗(yàn)研究,并和傳統(tǒng)樹脂砂輪片、多層燒結(jié)金剛石鋸片進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證了混合磨料釬焊工藝的有效性和鋸片的優(yōu)越性。結(jié)果表明:與樹脂砂輪片比較,兩種釬焊鋸片的鋒利度提高3~5倍以上,壽命提高5倍以上;與多層燒結(jié)鋸片相比,兩種釬焊鋸片的鋒利度提高3~4倍;釬焊鋸片的加工性能、切割穩(wěn)定性和安全性能優(yōu)于樹脂砂輪片及多層燒結(jié)鋸片;磨料有序排布的釬焊金剛石鋸片在切割過程中,表現(xiàn)出容屑空間和磨料切削力分布均勻,協(xié)調(diào)了切削效率、切削熱和磨料磨損之間的同步關(guān)系。因此研制的多種磨料釬焊鋸片實(shí)現(xiàn)了高效、快捷和安全切割高強(qiáng)度鋼的加工要求。(4)從圓鋸片的結(jié)構(gòu)振動(dòng)和噪聲輻射特性理論分析了噪聲產(chǎn)生的原因,利用有限元軟件對(duì)有效控制振動(dòng)與噪音的措施進(jìn)行研究,制作阻尼降噪消音鋸片并進(jìn)行試驗(yàn)研究,結(jié)果表明仿真結(jié)果的變化趨勢與試驗(yàn)測試一致。
【圖文】：

圖 1.1 意大利 STARK 硬質(zhì)合金涂層鋸片切割現(xiàn)場多年的生產(chǎn)實(shí)踐應(yīng)用，硬質(zhì)合金涂層鋸片暴露出以下兩點(diǎn)主要問題：①硬質(zhì)程建設(shè)和救援領(lǐng)域中切割高強(qiáng)度鋼等材料時(shí)，還會(huì)遇到石材等硬脆材料，承頻繁，，刀頭磨損嚴(yán)重，出現(xiàn)刀頭脫落而高速飛出等事故，如同炮彈一樣對(duì)現(xiàn)

圖 2.2 傳統(tǒng)高頻焊接燒結(jié)金剛石工具直接影響著釬焊鋸片的綜合品質(zhì)和使用性能。基體作為工具的載體變化的沖擊和震動(dòng)，因而基體必須滿足機(jī)械強(qiáng)度高、力學(xué)性能好、特性。因此，新型釬焊鋸片基體應(yīng)具備以下性能要求：
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG454

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本文編號(hào)：2585065