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预合金粉在金刚石锯片中的应用

王春芳  
【摘要】: 金刚石工具胎体的性能是影响金刚石工具切割性能的关键因素。因此,采用合适的工艺方法控制或调节胎体材料的性能,对于稳定和提高金刚石工具的质量具有特殊的意义。从胎体材料的组成看,目前主要是传统的单质金属粉末通过机械混合后再压制、烧结的工艺过程。使用单质粉末影响因素较多,因而烧结质量不易控制,胎体的力学性能不够理想。预合金粉末就是针对目前国内金刚石工具制造普遍采用的这种机械混合胎体粉末的缺点而提出的。 课题通过对相图的分析设计了胎体的配方,根据主要元素的含量不同共设计了Cu、Ni、Fe三种基体。用水雾化制粉的方法来制取预合金粉末。将预合金粉烧结的刀头和传统机械混合粉烧结的刀头在各种力学性能上做对比,其硬度分别提高11%,8%,4%;抗弯强度分别提高10%,29%,10%。对预合金粉刀头和相同成分的混合粉刀头在烧结致密化和合金化方面做了大量实验,并进行了动力学分析。分析表明:在相同的烧结条件下,保温时间越长,硬度、抗弯强度和密度都增高。预合金粉胎体中合金元素达到同等均匀化的过程加快,易于达到致密。从断口上分析了胎体的断裂情况,预合金粉胎体为韧性断裂,而混合粉胎体为韧-脆断口。通过扫描电镜分析元素分布均匀程度,预合金粉胎体元素分布更均匀,而混合粉胎体有元素的偏聚现象。 将预合金粉应用到锯片中,观察了切割后(同种条件下切割)刀头的表面形貌,磨损状况,并做同种成分的混合粉锯片做比较。分析了胎体与金刚石的结合强度,金刚石的出露情况和脱落率。结果表明:三种锯片性能都达到使用要求,预合金粉锯片在切割速度、切割寿命上均比混合粉锯片高。在3种预合金粉锯片中,Cu基预合余粉锯片切割速度最快,Ni基预合金粉锯片切割速度最慢,但是它切割寿命最长,Fe基预合金粉锯片切割寿命最短。本研究课题为提高锯片的性能价格比提供了简单可行的参考依据。


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