金剛石工具在建筑建材、光學(xué)加工、陶瓷改型、地質(zhì)鉆探、電子電器等行業(yè)均有廣泛應(yīng)用,現(xiàn)代制造業(yè)對金剛石工具的要求也越來越高。人造金剛石多為微粉狀或細(xì)小顆粒狀,需將其與基體材料制成工具才能有效發(fā)揮作用,金剛石工具胎體材料的性能是金剛石能否發(fā)揮優(yōu)異性能的關(guān)鍵。本文研究了Ni、Sn元素加入Fe基胎體后的組織演變規(guī)律;在Fe-Cu基胎體中分別添加Ni、Sn元素,分析了成分變化對其組織和性能的影響;分析了FeCuSnNi四組分胎體的組織和性能變化,研究了各合金元素在胎體體系中的相互作用,并應(yīng)用回歸模型探討胎體成分對硬度、抗彎強(qiáng)度的影響規(guī)律。主要研究結(jié)論如下:FeNi胎體530℃燒結(jié)時,α-Fe顆粒間、α-Fe與Ni顆粒間幾乎無擴(kuò)散,組織中主要為α-Fe相和含少量Fe的Ni基固溶體。760℃、800℃燒結(jié)的組織中主要為α-Fe相和γ（Fe,Ni）相,Fe/Ni界面處元素互擴(kuò)散沿表面和晶界處擴(kuò)散速度較快,界面處出現(xiàn)小塊α-Fe和γ（Fe,Ni）固溶體的混合組織。FeNi₃化合物的生成焓負(fù)值較小,FeNi燒結(jié)體系中形成了γ（Fe,Ni）固溶體,未生成Fe/Ni的金屬間化合物。FeSn... 

【文章來源】：機(jī)械科學(xué)研究總院北京市

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

金剛石的晶體結(jié)構(gòu)及宏觀形貌

圖 1-2 金剛石工具胎體的磨損及金剛石受力示意圖石工具中胎體的作用主要是把持金剛石和匹配被加工材料的體材料的性能優(yōu)劣決定了工具的性能，為獲得性能良好的性能應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求[27-29]：體耐磨性與被加工工件相匹配。胎體材料的耐磨性過高，胎體，則金剛石未出露不參與切削，工具鋒利度不好，加工效率胎體材料的耐磨性過低，在工件的作用下磨耗過快，金剛石胎體材料磨損失去依托而脫落，脫落的金剛石又研磨胎體加降低工具的使用壽命。體對金剛石有良好的把持力。若胎體對金剛石把持力較弱，金用力時易脫落，有效利用率低；胎體對金剛石有較好的把持石都能有效的參與切削，提高金剛石利用率。胎體對金剛石力和化學(xué)結(jié)合力，化學(xué)結(jié)合力要遠(yuǎn)大于機(jī)械包鑲力[30]，燒結(jié)

圖 1-3 球形顆粒的燒結(jié)模型[86])燒結(jié)前顆粒的原始接觸 (b)燒結(jié)早期顆粒燒結(jié)頸長大 (c)、(d)燒結(jié)后期孔隙球燒結(jié)初期粉末間雖然形成粘結(jié)面，但燒結(jié)體密度并未明顯增加，只有燒結(jié)體增加，隨著燒結(jié)頸長大，粉末顆粒間相互靠近、孔隙球化促進(jìn)燒結(jié)體密度增末燒結(jié)過程根據(jù)時間大致可分為 3 個階段。1）粘結(jié)階段：燒結(jié)初期粉末顆粒間接觸點(diǎn)形成晶體間的結(jié)合，通過形核、擴(kuò)散大等過程，點(diǎn)接觸轉(zhuǎn)變成面接觸形成燒結(jié)頸。此階段粉末內(nèi)的晶粒與粉末形態(tài)生明顯改變，燒結(jié)體密度增加不明顯，但由于顆粒間形成粘結(jié)面而相互連接，體密度和導(dǎo)電率顯著增加。2）縮頸長大階段：原子通過粘結(jié)面發(fā)生物質(zhì)遷移，燒結(jié)頸長大，顆粒間距離，形成連續(xù)的孔隙網(wǎng)絡(luò)；同時由于晶粒長大，晶界越過孔隙移動，晶界遷移之隙大量消失。此階段燒結(jié)體收縮，密度和強(qiáng)度增加。

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3585782