陶瓷结合剂金刚石磨具的研究与应用

发布时间：2017-04-16 23:17

  本文关键词：陶瓷结合剂金刚石磨具的研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：陶瓷结合剂金刚石磨具具有磨削精度高、磨削效率高、磨削温度低、使用寿命长、耐酸碱、耐腐蚀、自锐性好等特点,在现代材料加工特别是硬脆材料加工领域应用广泛。本文主要针对陶瓷结合剂金刚石磨具制备过程中的低温陶瓷结合剂的制备,金刚石磨料的表面改性,润湿剂的选用,烧结工艺和磨削应用等方面进行了研究,并取得了一定的成效。其主要的研究工作及实验结果概括如下： 1)自制HO结合剂,其熔点约为650℃,烧结范围较宽；陶瓷结合剂金刚石磨具的烧成温度在735℃时抗折强度达到最大为90.08MPa；确定了HO陶瓷结合剂金刚石磨具的升降温烧结工艺；HO陶瓷结合剂金刚石磨具烧成后为产生微晶相锂辉石(LiAlSi2O6),提高磨具强度。 2)对金刚石表面进行镀钛、镀镍和镀铜处理,在与陶瓷磨具同样的温度工艺处理后,冷压自由烧结,表面金属镀层在含氧气氛中会发生化学反应,导致镀层疏松、脱落,并且会使金刚石表面与结合剂的结合处产生缝隙,最终导致陶瓷磨具的强度下降。 3)使用乙醇为溶剂的树脂液作为润湿剂并且其加入量为4wt%时,成型料的成型性最好,生坯强度可达到5.93MPa,磨具强度最高可达到91.28MPa。 4)金刚石粒度为140/170目的陶瓷结合剂金刚石磨具磨削牌号为YG8的硬质合金后粗糙度为0.5μm～0.9金刚石粒度270/325目的陶瓷磨具磨削后粗糙度为0.1μm～0.3μm,并且磨削效率较高,但表面光洁度相对于同粒度树脂砂轮较差。磨削PCD材料时,自制每片磨具可磨削1304型PCD1233片,且磨削效率高。使用HO低温陶瓷结合剂生产的金刚石磨具,相比国内同类产品,在耐磨性、锋利度以及所磨削的工件质量方面,具有一定优势。 陶瓷磨具相对于树脂磨具有以下优势：(1)陶瓷砂轮的磨削效率高；(2)对于陶瓷砂轮可以采用大的进给量,树脂砂轮当采用进给量超过一定数时,会磨不动；(3)陶瓷结合剂金刚石磨具磨削时几乎不用修整,树脂磨具需要隔段时间修整一次；(4)由于陶瓷砂轮形状保持性好,所以磨削精度相对于树脂砂轮高。
【关键词】：陶瓷磨具 金刚石表面改性 润湿剂 金刚石磨具 工艺
【学位授予单位】：钢铁研究总院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TG74
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目录8-11
• 第一章 绪论11-30
• 1.1 课题背景及意义11-12
• 1.2 金刚石的发展及特性12-17
• 1.2.1 金刚石发展状况12-13
• 1.2.2 金刚石的特性13-17
• 1.3 金刚石表面预处理技术17-19
• 1.4 金刚石磨具的分类及发展状况19-22
• 1.5 陶瓷结合剂金刚石磨具的结构22-27
• 1.5.1 陶瓷结合剂金刚石磨具用金刚石磨粒22-23
• 1.5.2 陶瓷结合剂金刚石磨具用陶瓷结合剂23-26
• 1.5.3 陶瓷结合剂金刚石磨具的制备工艺26-27
• 1.6 陶瓷结合剂金刚石磨具的应用27-28
• 1.7 陶瓷结合剂金刚石磨具的研究现状28-30
• 第二章 研究内容与研究方法30-41
• 2.1 研究内容30-31
• 2.2 研究方法31-34
• 2.2.1 低温陶瓷结合剂的炼制工艺31
• 2.2.2 陶瓷结合剂的炼制温度工艺31-32
• 2.2.3 陶瓷结合剂金刚石磨具制造工艺32-34
• 2.3 实验设备及仪器34-35
• 2.4 性能测试及分析35-41
• 2.4.1 流动性35
• 2.4.2 烧结范围35-36
• 2.4.3 抗折强度检测36
• 2.4.4 密度测试36-37
• 2.4.5 气孔率测试37-38
• 2.4.6 耐磨性测试38
• 2.4.7 示差扫描热量仪(DSC)38-39
• 2.4.8 X射线衍射分析(XRD)39-40
• 2.4.9 组织形貌分析40-41
• 第三章 低温陶瓷结合剂的制备研究41-51
• 3.1 结合剂基础理论41-44
• 3.2 实验44-45
• 3.3 实验结果及讨论45-49
• 3.3.1 DSC分析45-47
• 3.3.2 流动性分析47
• 3.3.3 磨块试样分析47-49
• 3.4 小结49-51
• 第四章 陶瓷磨具的烧结工艺研究51-59
• 4.1 引言51
• 4.2 实验51-52
• 4.3 实验结果与分析52-58
• 4.3.1 流动性分析52
• 4.3.2 温度对密度的影响规律52-53
• 4.3.3 温度对抗折的影响规律53-54
• 4.3.4 不同烧成温度下金刚石磨具SEM形貌分析54-55
• 4.3.5 XRD图谱55-56
• 4.3.6 温度曲线的确定56-58
• 4.4 小结58-59
• 第五章 镀覆金刚石对陶瓷结合剂磨具力学性能的影响59-66
• 5.1 引言59
• 5.2 实验方法及过程59-60
• 5.2.1 原材料59-60
• 5.2.2 四种金刚石形貌观察60
• 5.2.3 试样制备及检测60
• 5.3 实验结果与讨论60-65
• 5.3.1 金刚石形貌分析及讨论60-62
• 5.3.2 试样分析及讨论62-65
• 5.4 小结65-66
• 第六章 不同润湿剂及含量对陶瓷结合剂金刚石磨具压制成型及性能的影响66-74
• 6.1 引言66
• 6.2 实验条件及实验方法66-68
• 6.2.1 原材料及实验设备66-67
• 6.2.2 试验过程与方法67-68
• 6.3 实验结果与讨论68-72
• 6.3.1 各润湿剂对成型料成型性的影响68-71
• 6.3.2 各润湿剂对磨具的影响71-72
• 6.4 小结72-74
• 第七章 陶瓷金刚石砂轮对硬质合金及PCD的磨削应用74-82
• 7.1 引言74
• 7.2 实验74-75
• 7.3 实验结果与分析75-81
• 7.3.1 磨削硬质合金实验结果分析75-78
• 7.3.2 磨削机理分析78-81
• 7.4 小结81-82
• 第八章 结论82-83
• 参考文献83-89
• 硕士期间发表的论文89-90
• 致谢90

【参考文献】

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本文编号：311910