發(fā)布時間：2017-06-03 20:20

  本文關鍵詞：晶態(tài)和非晶態(tài)Ni基釬料感應釬焊金剛石的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：Ni基釬料的熔點較高,長時間處于高溫環(huán)境下的金剛石磨料有產(chǎn)生熱損傷的危險,為了提高金剛石表面浸潤性,減輕其表面的熱損傷和增強金剛石和Ni基釬料之間的結合力,為此,本研究首先將通過物理氣相沉積(PVD)技術鍍上一層Ni基合金的金剛石作為磨料感應釬焊制作金剛石磨頭,然后用非晶Ni基釬料把金剛石磨粒感應釬焊在鋼基體上制作成金剛石磨頭,通過這兩種方式提高釬焊金剛石工具的磨削性能。本研究以感應釬焊金剛石磨頭為例,完成了以下具有創(chuàng)新意義的工作:(1)通過PVD技術鍍上一層Ni基合金的金剛石在其表面生成非晶Ni基薄膜,而且其表面鍍層均勻分布。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)釬料對有鍍層的釬焊金剛石潤濕性非常好,這能增強釬料對有鍍層金剛石把持強度。(2)對非晶釬料進行熱分析,發(fā)現(xiàn)非晶Ni基釬料熔化溫度大約在957.1~1040.2℃,與晶態(tài)Ni基釬料相比,非晶Ni基釬料開始熔化溫度低,其熔化溫度范圍窄,有利于減輕金剛石的熱損傷。(3)通過磨削試驗研究磨頭磨削ZL102鋁合金磨削弧區(qū)溫度和材料去除率,在磨削140分鐘以后磨削溫度基本穩(wěn)定,釬焊鍍膜金剛石磨頭比釬焊無鍍膜金剛石磨頭低35℃左右;釬焊鍍膜金剛石磨頭比釬焊無鍍膜金剛石磨頭材料去除率多,且隨著磨削進行,釬焊鍍膜金剛石磨頭磨削效率越來越高。(4)通過磨削試驗研究磨頭磨削工程陶瓷磨削弧區(qū)溫度和材料去除率,非晶釬料釬焊的金剛石磨頭其溫度變化不是很大,而晶態(tài)釬料釬焊的金剛石磨頭卻具有較大的溫度變化,在磨削到90分鐘時,晶態(tài)釬料釬焊金剛石磨頭比非晶釬料的高25%左右;在進給載荷為7.5N時,磨削90分鐘后,晶態(tài)釬料釬焊金剛石磨頭磨削工程陶瓷磨時材料去除率比非晶釬焊金剛石磨頭的少30%左右。本研究采用多組合方式解決了金剛石磨粒的熱損傷的難題,研究了釬焊金剛石工具在磨削加工中的應用,在金剛石表面鍍膜和釬料方面進行大膽的嘗試,為金剛石工具廣泛的應用提供了理論和試驗依據(jù)。
【關鍵詞】：感應釬焊 物理氣相沉積 非晶釬料 磨削弧區(qū)溫度 材料去除率
【學位授予單位】：青島科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG454
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-10
• 1 緒論10-24
• 1.1 金剛石工具磨削加工硬脆材料的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2 傳統(tǒng)金剛石工具的特點及研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.1 電鍍金剛石工具的特點及研究現(xiàn)狀11
• 1.2.2 燒結金剛石工具的特點及研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 釬焊金剛石工具的特點及制造方法12-14
• 1.3.1 釬焊金剛石的特點12-13
• 1.3.2 釬焊金剛石工具的制造方法13-14
• 1.4 釬料的研究現(xiàn)狀14-18
• 1.4.1 晶態(tài)釬料研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4.2 非晶釬料的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.5 金剛石表面金屬化研究現(xiàn)狀18-19
• 1.6 釬焊金剛石工具存在的問題19-20
• 1.7 本課題的構想及可行性20-22
• 1.7.1 本課題的構想20
• 1.7.2 本課題的可行性分析20-22
• 1.8 本課題研究的目的、意義及擬開展的工作22-24
• 1.8.1 本課題研究的目的22
• 1.8.2 本課題研究的意義22
• 1.8.3 本課題研究擬開展的工作22-24
• 2 試驗方法24-35
• 2.1 釬焊試驗材料24-25
• 2.1.1 金剛石磨粒選擇24
• 2.1.2 基體選擇24
• 2.1.3 釬料選擇24-25
• 2.2 感應釬焊試驗裝置25-28
• 2.2.1 真空鍍膜機25-26
• 2.2.2 感應釬焊裝置26-28
• 2.3 磨削試驗裝置28-32
• 2.3.1 高速磨削裝置28
• 2.3.2 數(shù)控磨削裝置28-30
• 2.3.3 測溫裝置30-32
• 2.4 試驗工藝路線32
• 2.5 試樣表征分析32-35
• 2.5.1 表征試樣制備32-33
• 2.5.2 物相分析及形貌觀察33-34
• 2.5.3 熱分析及能譜分析34
• 2.5.4 硬度測試34-35
• 3 晶態(tài)Ni基釬料感應釬焊PVD處理后金剛石的研究35-47
• 3.1 晶態(tài)Ni基釬料物相分析及熱分析35-37
• 3.1.1 晶態(tài)Ni基釬料物相分析35-36
• 3.1.2 晶態(tài)Ni基釬料熱分析36-37
• 3.2 金剛石PVD處理后表征分析37-39
• 3.2.1 金剛石沉積膜表面形貌分析37-38
• 3.2.2 金剛石沉積膜的成分及厚度分析38-39
• 3.2.3 金剛石沉積膜的物相分析39
• 3.3 晶態(tài)Ni基釬料感應釬焊PVD處理金剛石的工藝路線39-40
• 3.4 晶態(tài)Ni基釬料感應釬焊金剛石磨頭的理化分析40-45
• 3.4.1 感應釬焊后金剛石磨頭表面形貌40-41
• 3.4.2 釬焊后Ni基釬料與基體界面結構41-43
• 3.4.3 感應釬焊后金剛石表面形貌43-44
• 3.4.4 釬焊后金剛石表面碳化物物相分析44-45
• 3.5 本章小結45-47
• 4 非晶態(tài)Ni基釬料感應釬焊金剛石的研究47-58
• 4.1 非晶態(tài)Ni基釬料物相分析及熱分析47-51
• 4.1.1 非晶態(tài)Ni基釬料物相分析47-49
• 4.1.2 非晶態(tài)Ni基釬料熱分析49-50
• 4.1.3 非晶態(tài)Ni基釬料感應釬焊金剛石的工藝路線50-51
• 4.2 非晶態(tài)Ni基釬料感應釬焊金剛石磨頭的理化分析51-56
• 4.2.1 釬焊后金剛石磨頭表面形貌51-52
• 4.2.2 感應釬焊后非晶Ni基釬料與基體界面結構52-53
• 4.2.3 釬料層的研究53-55
• 4.2.4 釬焊后金剛石表面形貌55-56
• 4.3 本章小結56-58
• 5 磨削試驗58-79
• 5.1 金剛石磨粒磨損研究58-61
• 5.1.1 金剛石磨粒磨損機理的研究58-59
• 5.1.2 金剛石磨粒磨損形式59-61
• 5.2 材料去除機理的研究61-63
• 5.2.1 ZL102鑄造鋁合金材料去除機理的研究61
• 5.2.2 工程陶瓷材料去除機理的研究61-63
• 5.3 磨削溫度的研究63-66
• 5.3.1 磨削中磨削弧區(qū)溫度測量原理63-64
• 5.3.2 工程陶瓷磨削弧區(qū)溫度測量64-65
• 5.3.3 ZL102鋁合金柱面磨削弧區(qū)溫度測量65-66
• 5.4 鍍膜金剛石磨頭磨削ZL102鋁合金性能的研究66-68
• 5.4.1 鍍膜金剛石磨頭磨削ZL102鋁合金金剛石脫落率研究66-67
• 5.4.2 鍍膜金剛石磨頭磨削ZL102鋁合金材料去除率研究67-68
• 5.4.3 鍍膜金剛石磨頭磨削ZL102鋁合金磨削弧區(qū)溫度研究68
• 5.5 非晶釬料釬焊金剛石磨頭磨削ZL102鋁合金性能的研究68-70
• 5.5.1 非晶釬料釬焊金剛石磨頭磨削ZL102鋁合金材料去除率研究68-69
• 5.5.2 非晶釬料釬焊金剛石磨頭磨削ZL102鋁合金磨削弧區(qū)溫度研究69-70
• 5.6 非晶釬料釬焊金剛石磨頭磨削工程陶瓷性能的研究70-77
• 5.6.1 進給速度對磨頭磨損和磨頭溫度影響的研究70-71
• 5.6.2 兩種磨頭磨削工程陶瓷時材料去除率變化規(guī)律71-73
• 5.6.3 進給載荷對工程陶瓷磨削中材料去除率影響73-74
• 5.6.4 兩種磨頭磨削工程陶瓷時磨削弧區(qū)溫度變化規(guī)律74-76
• 5.6.5 進給載荷對工程陶瓷磨削中磨削弧區(qū)溫度影響76-77
• 5.7 本章小結77-79
• 6 結論與展望79-81
• 6.1 主要結論79-80
• 6.2 主要展望80-81
• 參考文獻81-87
• 致謝87-88
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文88
• 攻讀碩士學位期間參與項目及獲獎88-89

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