電鍍金剛石線鋸因較高的切削效率、對環(huán)境的污染小、生產(chǎn)和制造成本較低等優(yōu)點,在脆性材料切割加工領域應用較廣。隨著光伏硅切片等行業(yè)的技術發(fā)展,對電鍍金剛石線鋸使用性能的要求越來越高。電鍍金剛石線鋸的制備是采用復合電鍍方法將金剛石磨粒固結(jié)在金屬線基體表面,鍍鎳層的力學性能對金剛石線鋸表面的金剛石磨粒把持力和金剛石線鋸的力學性能有重要影響,甚至決定了電鍍金剛石線鋸的使用性能及壽命。本文利用有限元分析的方法,分析了鍍鎳層性能對電鍍金剛石線鋸表面磨粒的把持力和電鍍金剛石線鋸的拉伸、扭轉(zhuǎn)力學性能的影響,完成了電鍍金剛石線鋸的鋸切單晶硅試驗、拉伸和扭轉(zhuǎn)試驗,研究工作對完善電鍍金剛石線鋸的質(zhì)量檢測和評價體系具有重要意義。本文主要研究工作歸納如下:采用T9A鋼材板式試件代替電鍍金剛石線鋸母線基體,設計了電鍍試驗。依據(jù)工業(yè)中生產(chǎn)Φ65μm電鍍金剛石線鋸的制造工藝參數(shù),制備了 T9A鋼材板式電鍍試件。利用納米壓痕儀、X射線衍射儀對試件進行了力學性能測試,得到了鍍鎳層的硬度、彈性模量、殘余壓應力和鍍鎳層與試件基體的結(jié)合強度。分別建立了雙錐型以及八面體型金剛石磨粒的有限元模型,分析了在鋸切加工過程中金剛石磨粒的受... 

【文章來源】：山東大學山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１電鍍金剛石線結(jié)構(gòu)圖【９Ｊ??

第１章緒論??差的問題，嚴重降低線鋸的使用壽命。??１．３．２金剛石磨粒把持力的評價方法??評價金剛石磨粒把持力的方法很多，總的來說可以歸為３類，分別是定性法、??定量法以及有限元分析法。定性法操作簡單，可以對金剛石磨粒的把持力進行定??性的評價，多采用形貌分析，電子探針等手段，或者采用對比分析與側(cè)面表征相??結(jié)合的形式，對金剛石磨粒的把持力進行評估％２６］。李瑞Ｍ采用了刮磨的方式檢??測金剛石把持力。利用ＧＣｒｌ５金屬片（ＨＲＣ＝５４）反復在金剛石線鋸上刮擦５次，??將刮擦后得線鋸放入顯微鏡下觀察，磨粒固結(jié)情況完好。然后繼續(xù)刮磨線鋸５０??次再次觀察，有少量線鋸脫落則說明磨料的固結(jié)程度良好。作者通過這種方法檢??測了自制線鋸是否復合預期要求。ＳｔｅｖｅｎｔＷ給出了以金屬鈷作為基體的金剛石受??力模型，如圖１－３所示，金剛石磨粒受到接觸力，壓縮應力以及摩擦力的共同作??用，并且給出了這三個力的作用關系如下，??Ｒ＝（接觸面積）（基體壓應力）（金剛石／基體摩擦力）?（１－１）??（接觸力）??式中，接觸面積按圖１－２所示，金剛石磨粒的吐露高度較高，表面光滑等因素都??會使金剛石磨粒的接觸面積減少。作者認為，當Ｒ的值大于１時可表明金剛石磨??粒被很好的鑲嵌在金屬基體上。??接觸力…．ｉ…．?：??＼?加工…??出刃高度?ｔ?￣??＾１?結(jié)合面摩??壓應力?＇?金剛石／ｓ體結(jié)??合麵??圖１－２金剛石受力模型ＰＭ??定量法是指在一定的條件下，利用相關方法或設備測量和表征金剛石磨粒的??５??

第１章緒論??式中，／２是金剛石受力大小，ｄ是磨料直徑，Ｑ是表面結(jié)合力，＾是結(jié)合劑的抗拉??強度。當試樣發(fā)生拉伸破斷時，根據(jù)試件截面的力平衡方程可計算基體對磨粒的??把持力，??＝?ｎ＼ｆ＼?＋?ｎｉｆｉ?）?（１－６）??Ｆ－［Ａ－－ｎｄｎｘ－Ａ＾］ｅ２??￣??（１－７）??＾－ｎｘ＋ｎ２）ｎｄ２??式中，ｍ、《２為斷面包含的磨粒數(shù)；／ｉ、／２為單顆金剛石磨粒所受的力，Ｎ；?ｄ為??試樣的斷面的面積，ｍｍ２；扁為氣孔的面積，ｍｍ２；?ｅ２為結(jié)合劑抗拉強度。??￣￣＾金剛石——??ｆ?Ｊ???實際模型?理想化模型??（ａ）克服化學結(jié)合力與表面力的脫落模型??ｒｔ?ｎ?ｒｌｉｈ??基體＾丨，獅＞??實際模型?理想化模型??（ｂ）克服機械鑲嵌力和表面作用力脫落模型??圖１－３金剛石磨粒脫落模型??定性法和定量法雖然能反映基體對金剛石磨粒的把持情況，但是并沒有給出??確定的判斷條件說明金剛石是否脫落，因此，判斷金剛石是否處于臨界脫落狀態(tài)??成為了一些學者的研究內(nèi)容。Ｘｕｍ］認為金剛石磨粒脫落過程實際上是金剛石與基??體間界面產(chǎn)生位移，當該位移累計到一定程度時界面產(chǎn)生破斷分離導致磨粒脫落，??作者采用粘結(jié)區(qū)域技術（ｃｏｈｅｓｉｖｅ?ｚｏｎｅ?ｍｏｄｅｌｌｉｎｇ?ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ，ＣＺＭ）建立了金剛石??７??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]金屬材料洛氏硬度與抗拉強度的相關關系[J]. 吳芳堤,曹晶晶.  理化檢驗(物理分冊). 2019(05)
[2]金剛石串珠表面磨粒脫落失效的仿真研究[J]. 侯恕萍,鄭茜元,張嵐,王立權(quán).  哈爾濱工程大學學報. 2019(05)
[3]工藝參數(shù)對懸砂法復合電鍍制備金剛線的影響[J]. 李升,高玉飛,李新穎.  電鍍與涂飾. 2018(15)
[4]陶瓷結(jié)合劑對金剛石磨具把持力的影響及其研究進展[J]. 王麗晶,栗正新,鄭致富,陳俊陽.  中國陶瓷. 2018(08)
[5]超聲拉伸下金剛石線鋸的力學性能研究[J]. 張遼遠,蘇君金,劉小棟,關惠予,劉煒.  金剛石與磨料磨具工程. 2017(04)
[6]高強度鍍鋅鋼絲表面硬度與扭轉(zhuǎn)性能關系研究[J]. 喬亞楠,劉新寬,劉平,陳小紅,高加強,王軍藝.  功能材料. 2017(08)
[7]金剛石線鋸質(zhì)量檢驗[J]. 周波,毛劍波.  金剛石與磨料磨具工程. 2017(02)
[8]電鍍金剛石線鋸研究進展[J]. 代曉南,何偉春,栗正新.  超硬材料工程. 2017(01)
[9]釬焊金剛石線鋸拉伸力學性能及斷口分析[J]. 張子煜,肖冰,王波,王鵬飛.  金剛石與磨料磨具工程. 2016(05)
[10]金屬胎體對金剛石把持力的概述[J]. 趙小軍,段隆臣,契霍特金.V.F,翁華強.  金剛石與磨料磨具工程. 2015(06)

博士論文
[1]電鍍金剛石線鋸切割單晶硅技術及機理研究[D]. 高玉飛.山東大學 2009
[2]紫外光固化金剛石線鋸制造技術研究[D]. 劉福慶.浙江工業(yè)大學 2009
[3]電沉積銅薄膜中織構(gòu)與內(nèi)應力的研究[D]. 洪波.上海交通大學 2008
[4]環(huán)形電鍍金剛石線鋸加工技術及加工質(zhì)量研究[D]. 孟劍峰.山東大學 2006

碩士論文
[1]復合電刷鍍金剛石線鋸的制備及其性能研究[D]. 李瑞.南京航空航天大學 2016
[2]金屬結(jié)合劑對金剛石把持力的研究[D]. 張恒濤.河南工業(yè)大學 2014
[3]電鍍金剛石線鋸制造工藝及其性能的研究[D]. 張景濤.青島科技大學 2013
[4]鐵基金剛石鋸片的制備及性能研究[D]. 鄭虎春.中南大學 2011
[5]燒結(jié)溫度對Cu基合金胎體性能的影響[D]. 董洪峰.蘭州理工大學 2011
[6]電沉積鎳鍍層中的殘余應力表征[D]. 梁劍.湘潭大學 2009
[7]殘余應力對壓痕實驗中壓力—壓痕深度曲線的影響[D]. 馬碧濤.哈爾濱工業(yè)大學 2007
[8]用納米壓痕法表征薄膜的應力—應變關系[D]. 黃勇力.湘潭大學 2006



本文編號：2964891