【摘要】：隨著國家城鎮(zhèn)化建設的發(fā)展,如何有效解決工程建設及救援領域中高強度鋼及混有鋼和石材的混凝土復合材料的高效、安全和便捷切割成為主要問題之一。應用實踐表明,采用傳統(tǒng)的電鍍和多層燒結金剛石鋸片、硬質合金鋸片及樹脂砂輪片,在重負荷高速加工過程中因結合劑對磨料和刀頭的把持強度弱,存在脫落和斷裂等現(xiàn)象,嚴重影響鋸片的加工效率、安全性和使用壽命。圍繞高效安全的加工要求,論文提出利用高溫真空釬焊工藝的優(yōu)勢,開展高強度鋼高效切割新型釬焊鋸片的基礎研究。本文完成的研究工作主要包括:(1)根據(jù)高強度鋼高效切割的加工要求,設計制造了新型磨料釬焊鋸片,將其用于高強度鋼等黑色金屬的加工領域。確定鋸片的結構形式和基體制造工藝,為確保獲得對磨料高的把持強度,選用Ni-Cr和Cu-Sn-Ti合金作為活性釬料,優(yōu)化了釬焊工藝,分析表明兩種釬料都能滿足釬焊要求。(2)分別開展了Ni-Cr合金釬焊金剛石和Cu-Sn-Ti合金釬焊復合磨料(金剛石、CBN、剛玉和碳化硅)界面特性研究,利用掃描電鏡、能譜儀和X射線衍射儀分析釬焊磨料結合界面微觀結構和新生化合物的形貌、物相等特征。結果表明,Ni-Cr釬料和金剛石在界面處發(fā)生了化學冶金結合,在活性元素Cr的作用下生成柱狀形貌的C-Cr相化合物;Cu-Sn-Ti釬料對四種磨料表現(xiàn)出良好的浸潤性,在界面處形成牢固的化學冶金結合,實現(xiàn)了一種釬料合金同時釬焊多種磨料的牢固連接。(3)分別對Ni-Cr合金釬焊金剛石鋸片和Cu-Sn-Ti合金釬焊多種磨料鋸片進行高強度鋼切割性能試驗研究,并和傳統(tǒng)樹脂砂輪片、多層燒結金剛石鋸片進行對比,驗證了混合磨料釬焊工藝的有效性和鋸片的優(yōu)越性。結果表明:與樹脂砂輪片比較,兩種釬焊鋸片的鋒利度提高3~5倍以上,壽命提高5倍以上;與多層燒結鋸片相比,兩種釬焊鋸片的鋒利度提高3~4倍;釬焊鋸片的加工性能、切割穩(wěn)定性和安全性能優(yōu)于樹脂砂輪片及多層燒結鋸片;磨料有序排布的釬焊金剛石鋸片在切割過程中,表現(xiàn)出容屑空間和磨料切削力分布均勻,協(xié)調了切削效率、切削熱和磨料磨損之間的同步關系。因此研制的多種磨料釬焊鋸片實現(xiàn)了高效、快捷和安全切割高強度鋼的加工要求。(4)從圓鋸片的結構振動和噪聲輻射特性理論分析了噪聲產(chǎn)生的原因,利用有限元軟件對有效控制振動與噪音的措施進行研究,制作阻尼降噪消音鋸片并進行試驗研究,結果表明仿真結果的變化趨勢與試驗測試一致。
【圖文】：

圖 1.1 意大利 STARK 硬質合金涂層鋸片切割現(xiàn)場多年的生產(chǎn)實踐應用，硬質合金涂層鋸片暴露出以下兩點主要問題：①硬質程建設和救援領域中切割高強度鋼等材料時，還會遇到石材等硬脆材料，承頻繁，，刀頭磨損嚴重，出現(xiàn)刀頭脫落而高速飛出等事故，如同炮彈一樣對現(xiàn)

圖 2.2 傳統(tǒng)高頻焊接燒結金剛石工具直接影響著釬焊鋸片的綜合品質和使用性能。基體作為工具的載體變化的沖擊和震動，因而基體必須滿足機械強度高、力學性能好、特性。因此，新型釬焊鋸片基體應具備以下性能要求：
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG454

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本文編號：2585065