【摘要】：金屬結(jié)合劑金剛石工具具有結(jié)合強(qiáng)度高、耐磨性良好和使用壽命較長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),占據(jù)了金剛石制品中很大的市場(chǎng),是工業(yè)生產(chǎn)和發(fā)展中重要的工具。但是,金屬結(jié)合劑金剛石工具仍存在氣孔率低、出刃性差和自銳困難等問(wèn)題。本文選取石墨作為添加劑,力圖解決金屬結(jié)合劑金剛石工具遇到的問(wèn)題。石墨與金屬結(jié)合劑胎體結(jié)合強(qiáng)度差,以游離狀態(tài)存在于胎體之中,提高胎體的孔隙率,起到排屑、冷卻和促進(jìn)自銳的作用;石墨可以弱化金屬結(jié)合劑胎體,使金屬結(jié)合劑胎體與金剛石磨料的耐磨性相匹配,提高金剛石工具的綜合性能。本文基于單一變量法確定石墨的影響因素和水平,再利用正交試驗(yàn),圍繞金屬結(jié)合劑金剛石工具的磨耗比、力學(xué)性能、磨削速度和使用壽命進(jìn)行研究。分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,從而得出以下結(jié)論:(1)通過(guò)正交試驗(yàn)分析,石墨對(duì)金屬結(jié)合劑金剛石工具性能影響的順序?yàn)?石墨含量最大,石墨種類次之,石墨粒度最小;(2)通過(guò)正交試驗(yàn)分析,當(dāng)金剛石的粒度為70/80目時(shí),石墨對(duì)銅基結(jié)合劑金剛石工具性能影響的最佳方案為:石墨種類為鱗片狀石墨,石墨粒度為80目和石墨含量為3wt%。根據(jù)最佳方案制備出實(shí)驗(yàn)試樣并測(cè)試性能,其磨耗比最大值可達(dá)206.62,相較于基準(zhǔn)樣的磨耗比提高了43.12%;與基準(zhǔn)樣的力學(xué)性能相比較,其抗彎強(qiáng)度和硬度分別降低了32.98%和16.13%,而沖擊強(qiáng)度提高了5.67%;(3)通過(guò)正交試驗(yàn)分析,當(dāng)金剛石的粒度為70/80目時(shí),石墨對(duì)鐵基結(jié)合劑金剛石工具性能影響的最佳方案為:石墨種類為土狀石墨,石墨粒度為120目和石墨含量為3wt%。根據(jù)最佳方案制備出實(shí)驗(yàn)試樣并測(cè)試性能,其磨耗比最大值可達(dá)287.58,與基準(zhǔn)樣的磨耗比相比較,提高了3.30%;相較于基準(zhǔn)樣的力學(xué)性能,其抗彎強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別降低了34.16%和21.65%,而硬度幾乎不變;(4)金屬結(jié)合劑金剛石工具的使用壽命和鋒利度是此消彼長(zhǎng)的聯(lián)系,提高工具的鋒利度和磨削速率,必定會(huì)減少使用壽命。相較于基準(zhǔn)磨邊輪,含有石墨的銅基磨邊輪比基準(zhǔn)磨邊輪的最大磨削速度提高了7.89%,其使用壽命降低了20.63%;含有石墨的鐵基磨邊輪比基準(zhǔn)磨邊輪的最大磨削速度提高了6.99%,其使用壽命降低了19.28%;在此次實(shí)驗(yàn)中,雖然金屬結(jié)合劑金剛石工具使用壽命降低,但是其足夠滿足生產(chǎn)的使用要求;更重要的一點(diǎn),通過(guò)相應(yīng)地降低壽命來(lái)提高鋒利度和磨削速度,提高磨削對(duì)象磨削質(zhì)量以及擴(kuò)大金屬結(jié)合劑金剛石工具的使用范圍。
[Abstract]:Metal bond diamond tools have the advantages of high bonding strength, good wear resistance and long service life. They occupy a large market in diamond products and are important tools in industrial production and development. However, the metal bond diamond tools still have problems such as low porosity, poor edge and self-sharpening. In this paper, graphite is chosen as additive to solve the problems of metal bond diamond tools. Graphite has poor bonding strength with metal binder matrix, and exists in the matrix in a free state, which can improve the porosity of the matrix, play the role of chip removal, cooling and self-sharpening, and graphite can weaken the metal bond matrix. The wear resistance of diamond abrasive is matched with the matrix of metal bond, and the comprehensive properties of diamond tools are improved. Based on the single variable method to determine the influence factors and levels of graphite, the wear ratio, mechanical properties, grinding speed and service life of metal bond diamond tools were studied by orthogonal test. By analyzing the experimental results, the following conclusions are drawn: (1) through the orthogonal test, the order of the effect of graphite on the properties of metal bond diamond tools is as follows: the content of graphite is the largest, the type of graphite is the second, and the particle size of graphite is the least; (2) through the orthogonal test, When the grain size of diamond is 70 / 80 mesh, the best scheme for the effect of graphite on the properties of copper based diamond tools is as follows: graphite type is flake graphite, graphite particle size is 80 mesh and graphite content is 3 wtlong. The maximum wear ratio of the sample was 206.62, which was 43.12 higher than that of the reference sample, and compared with the mechanical properties of the standard sample. The bending strength and hardness were reduced by 32.98% and 16.13%, respectively, while the impact strength was increased by 5.67%. (3) by orthogonal test, when the grain size of diamond was 70 / 80 mesh, The best scheme for the effect of graphite on the properties of iron-based bond diamond tools is that the graphite type is earth graphite, the graphite particle size is 120 mesh and the graphite content is 3 wts. The maximum wear ratio of the sample was 287.58, which was 3.30% higher than that of the standard sample, and the mechanical properties of the standard sample were compared with that of the standard sample. The bending strength and impact strength decreased 34.16% and 21.65%, respectively, while the hardness was almost the same. (4) the service life and sharpness of the metal bond diamond tools increased the sharpness and grinding rate of the tools. The service life is bound to be reduced. Compared with the base grinding wheel, The maximum grinding speed of copper base edge grinding wheel with graphite is increased by 7.89, and its service life is reduced by 20.63. The iron base edge grinding wheel with graphite increases 6.99 and its service life is reduced by 6.99. In this experiment, Although the service life of metal bond diamond tools is reduced, they are sufficient to meet the requirements of production and, more importantly, to increase sharpness and grinding speed by reducing their life accordingly, Improve the grinding quality of grinding objects and expand the use of metal bond diamond tools.
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ163

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本文編號(hào)：2144396