Ni基钎料感应钎焊金刚石微粉工艺及其性能的研究

发布时间：2017-07-27 01:19

  本文关键词：Ni基钎料感应钎焊金刚石微粉工艺及其性能的研究

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【摘要】：用于磨削加工的钎焊金刚石工具作为加工工具的重要组成部分,在机械加工领域起着重要作用。Ni基钎料在钎焊金刚石工艺中应用较多,然而Ni基钎料钎焊温度高,易导致金刚石高温下的热损伤。目前常用的缩短钎焊时间、加入合金元素降低钎料熔化温度等有效保护措施主要限于大颗粒金刚石的钎焊,金刚石微粉的钎焊却鲜有较为深入的研究。为此,本文采用感应钎焊研究适用于精密加工的钎焊金刚石微粉工具。本课题以Ni基钎料感应钎焊金刚石微粉磨头为例,完成如下具有创新意义的工作：(1)通过Ni基钎料热分析,制定了感应钎焊的工艺。结合气体保护及旋转装置优化了感应钎焊的工艺条件,成功制成钎焊金刚石微粉磨头。钎料层表面形成均匀细小的波纹,具有容屑、排屑的附加作用,在起伏的波纹上分布着具有一定出露高度金刚石微粉颗粒。(2)利用SEM、XRD、EDS等分析手段研究金刚石、钎料及基体的界面特征,研究表明：钎料与基体之间具有良好的冶金结合效果；金刚石与钎料之间形成稳定致密的条状Cr3C2化合物。(3)据热电偶及塞贝克效应成功测量的磨削弧区温度,解决了红外测温法难以精确测量磨削弧区温度的问题。结果显示：瓷砖磨削中,感应钎焊金刚石微粉磨头比电镀磨头磨削弧区温度降低50%以上；容屑槽的存在可有效降低磨削弧区温度,6槽磨头比无槽磨头磨削弧区温度降低20%以上。(4)通过正交试验分析磨头磨削瓷砖和ZL102铝合金的表面粗糙度。结果表明,影响瓷砖和ZL102铝合金表面粗糙度的主因素为磨头槽数,次因素为磨头转速、进给载荷。瓷砖磨削面的Ra最小可为1.01μm,ZL102铝合金磨削面的Ra最小可为1.2μm。本文采用感应钎焊的方式解决了金刚石微粉的热损伤及工具容屑空间小的难题。研究了钎焊金刚石微粉工具在精密加工中的特殊作用,为金刚石微粉工具在精密加工中的广泛应用提供了理论和试验依据。
【关键词】：感应钎焊 Ni基钎料 金刚石微粉 磨削弧区温度 加工用量
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG706
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 1 绪论9-22
• 1.1 脆硬材料磨削加工的研究现状9-10
• 1.2 脆硬材料精密磨削技术的研究现状10-13
• 1.2.1 大磨粒砂轮精密磨削10-11
• 1.2.2 细磨粒砂轮精密磨削11-13
• 1.3 金刚石磨削工具的分类及特点13-14
• 1.3.1 电镀金刚石工具的特点13
• 1.3.2 烧结金刚石工具的特点13-14
• 1.3.3 钎焊金刚石工具的特点14
• 1.4 钎焊金刚石工具的制备方法及研究现状14-17
• 1.4.1 钎焊金刚石工具的制备方法14-16
• 1.4.2 钎焊金刚石工具的研究现状16
• 1.4.3 钎焊金刚石工具的发展趋势16-17
• 1.5 钎焊金刚石工具磨削性能评价17-18
• 1.5.1 磨削弧区温度17-18
• 1.5.2 磨削效率18
• 1.5.3 磨削表面粗糙度18
• 1.6 Ni基钎料感应钎焊金刚石微粉的思路及可行性18-20
• 1.6.1 Ni基钎料的选用及可行性18-19
• 1.6.2 感应钎焊方法的选用及可行性19-20
• 1.7 本课题研究的目的、意义及拟开展的工作20-22
• 1.7.1 本课题研究的目的20-21
• 1.7.2 本课题研究的意义21
• 1.7.3 本课题研究拟展开的工作21-22
• 2 试验方法22-33
• 2.1 钎焊试验材料22-23
• 2.1.1 金刚石微粉选择22
• 2.1.2 基体选择22
• 2.1.3 钎料选择22-23
• 2.2 试验设备23-28
• 2.2.1 感应钎焊装置23-26
• 2.2.2 磨削试验装置26-28
• 2.3 试验工艺路线28-29
• 2.4 试样表征分析29-33
• 2.4.1 表征试样制备29-30
• 2.4.2 物相分析及形貌观察30-31
• 2.4.3 热分析及能谱分析31
• 2.4.4 拉曼(Raman)谱分析31
• 2.4.5 其它测试31-33
• 3 Ni基钎料感应钎焊金刚石微粉工具的研究33-46
• 3.1 Ni基钎料物相分析及热分析33-36
• 3.1.1 Ni基钎料物相分析33-34
• 3.1.2 Ni基钎料DSC热分析34-35
• 3.1.3 Ni基钎料钎焊金刚石微粉加热工艺路线35-36
• 3.2 Ni基钎料感应钎焊金刚石微粉工具的理化分析36-41
• 3.2.1 钎焊后金刚石工具表面形貌36-37
• 3.2.2 钎焊后钎料与基体界面结构37-40
• 3.2.3 钎焊后金刚石与钎料界面特征40-41
• 3.3 钎焊后金刚石微粉的表面形貌及物相分析41-43
• 3.3.1 钎焊后金刚石微粉表面形貌41-42
• 3.3.2 钎焊后金刚石表面碳化物物相分析42-43
• 3.4 钎焊后金刚石残余应力测定43-44
• 3.5 本章小结44-46
• 4 加工用量和磨头型式对金刚石微粉磨头磨削弧区温度的影响46-58
• 4.1 磨削弧区温度46-47
• 4.2 家用瓷砖柱面磨削弧区温度47-52
• 4.2.1 进给载荷对瓷砖磨削弧区温度的影响47-48
• 4.2.2 磨头线速度对瓷砖磨削弧区温度的影响48-49
• 4.2.3 容屑槽对瓷砖磨削弧区温度的影响49-50
• 4.2.4 磨头型式对瓷砖磨削弧区温度的影响50-51
• 4.2.5 钎料合金对瓷砖磨削弧区温度的影响51-52
• 4.3 ZL102铝合金柱面磨削弧区温度52-56
• 4.3.1 ZL102铝合金磨削中磨削弧区温度测量原理52-53
• 4.3.2 进给载荷对ZL102铝合金磨削弧区温度影响53-54
• 4.3.3 磨头线速度对ZL102铝合金磨削弧区温度影响54
• 4.3.4 钎料合金对ZL102铝合金磨削弧区温度影响54-55
• 4.3.5 磨削弧区温度对ZL102铝合金影响55-56
• 4.4 本章小结56-58
• 5 Ni基钎料感应钎焊金刚石微粉磨头的性能评定58-77
• 5.1 磨削过程中的磨削力58
• 5.2 Ni基钎料与基体硬度测试58-60
• 5.3 Ni基钎料感应钎焊金刚石微粉磨头材料去除率60-76
• 5.3.1 瓷砖磨削材料去除率60-67
• 5.3.2 ZL102铝合金磨削材料去除率67-74
• 5.3.3 磨削参数对磨削表面粗糙度的影响74-76
• 5.4 本章小结76-77
• 6 结论与展望77-79
• 6.1 本文的主要结论77-78
• 6.2 Ni基钎料感应钎焊金刚石微粉工具的展望78-79
• 参考文献79-84
• 致谢84-85
• 攻读硕士学位期间发表论文85
• 攻读硕士学位期间参与项目及获奖85-86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 马伯江;楼坚鹏;庞倩;;高频感应钎焊金刚石磨头的优化[J];金刚石与磨料磨具工程;2013年04期

2 孟江雄;肖冰;王波;袁卫;;有序排布钎焊金刚石磨盘的实验研究[J];金刚石与磨料磨具工程;2014年03期

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本文编号：579240