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碳化硼在金刚石锯片烧结中的应用研究

姚磊  
【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。本文在深入研究金刚石锯片烧结工艺的基础上,将碳化硼用于金刚石锯片烧结中,探索碳化硼对金刚石锯片的机械性能和胎体的组织形貌的影响。 选择掺入碳化硼浓度、成型压力、烧结温度作为影响金刚石锯片机械性能的工艺参数,选择切割速度和锯片寿命比作为检测指标,设计了正交实验方案,为多变量影响掺碳化硼锯片烧结工艺参数的研究提供了数据支持,并对实验结果进行了分析,研究结果表明: (1)碳化硼在胎体中起到了骨架元素的作用,因其比铁等骨架元素更耐高温、耐磨等优良性能,使得胎体的耐磨性能进一步提高。 (2)碳化硼和其中的游离态单质可以通过直接作用或间接作用达到改善金属胎体烧结性能、促进金属胎体与金刚石之间界面反应的目的,使得金属胎体与金刚石复合材料的界面结合性能得到提高;对胎体合金起到组织均匀、细化的作用,也有利于强化胎体合金与金刚石颗粒之间的黏结。 (3)掺入碳化硼的金刚石锯片胎体对金刚石的把持力有所提高,随着掺入碳化硼浓度的增大把持力也相应增大。 (4)在切割条件相同的条件下,掺碳化硼锯片的切割速度均快于未掺碳化硼锯片,随着掺入碳化硼浓度的增大切割速度相应加快。 (5)在切割相同的长度后,掺碳化硼金刚石锯片的磨耗比较小,相对于未掺碳化硼锯片寿命明显提高,随掺入碳化硼的浓度增大寿命延长。


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