陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具的研究與應(yīng)用
本文關(guān)鍵詞:陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具的研究與應(yīng)用,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具具有磨削精度高、磨削效率高、磨削溫度低、使用壽命長、耐酸堿、耐腐蝕、自銳性好等特點,在現(xiàn)代材料加工特別是硬脆材料加工領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。本文主要針對陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具制備過程中的低溫陶瓷結(jié)合劑的制備,金剛石磨料的表面改性,潤濕劑的選用,燒結(jié)工藝和磨削應(yīng)用等方面進行了研究,并取得了一定的成效。其主要的研究工作及實驗結(jié)果概括如下: 1)自制HO結(jié)合劑,其熔點約為650℃,燒結(jié)范圍較寬;陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具的燒成溫度在735℃時抗折強度達到最大為90.08MPa;確定了HO陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具的升降溫?zé)Y(jié)工藝;HO陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具燒成后為產(chǎn)生微晶相鋰輝石(LiAlSi2O6),提高磨具強度。 2)對金剛石表面進行鍍鈦、鍍鎳和鍍銅處理,在與陶瓷磨具同樣的溫度工藝處理后,冷壓自由燒結(jié),表面金屬鍍層在含氧氣氛中會發(fā)生化學(xué)反應(yīng),導(dǎo)致鍍層疏松、脫落,并且會使金剛石表面與結(jié)合劑的結(jié)合處產(chǎn)生縫隙,最終導(dǎo)致陶瓷磨具的強度下降。 3)使用乙醇為溶劑的樹脂液作為潤濕劑并且其加入量為4wt%時,成型料的成型性最好,生坯強度可達到5.93MPa,磨具強度最高可達到91.28MPa。 4)金剛石粒度為140/170目的陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具磨削牌號為YG8的硬質(zhì)合金后粗糙度為0.5μm~0.9金剛石粒度270/325目的陶瓷磨具磨削后粗糙度為0.1μm~0.3μm,并且磨削效率較高,但表面光潔度相對于同粒度樹脂砂輪較差。磨削PCD材料時,自制每片磨具可磨削1304型PCD1233片,且磨削效率高。使用HO低溫陶瓷結(jié)合劑生產(chǎn)的金剛石磨具,相比國內(nèi)同類產(chǎn)品,在耐磨性、鋒利度以及所磨削的工件質(zhì)量方面,具有一定優(yōu)勢。 陶瓷磨具相對于樹脂磨具有以下優(yōu)勢:(1)陶瓷砂輪的磨削效率高;(2)對于陶瓷砂輪可以采用大的進給量,樹脂砂輪當(dāng)采用進給量超過一定數(shù)時,會磨不動;(3)陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具磨削時幾乎不用修整,樹脂磨具需要隔段時間修整一次;(4)由于陶瓷砂輪形狀保持性好,所以磨削精度相對于樹脂砂輪高。
【關(guān)鍵詞】:陶瓷磨具 金剛石表面改性 潤濕劑 金剛石磨具 工藝
【學(xué)位授予單位】:鋼鐵研究總院
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2013
【分類號】:TG74
【目錄】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-8
- 目錄8-11
- 第一章 緒論11-30
- 1.1 課題背景及意義11-12
- 1.2 金剛石的發(fā)展及特性12-17
- 1.2.1 金剛石發(fā)展狀況12-13
- 1.2.2 金剛石的特性13-17
- 1.3 金剛石表面預(yù)處理技術(shù)17-19
- 1.4 金剛石磨具的分類及發(fā)展狀況19-22
- 1.5 陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具的結(jié)構(gòu)22-27
- 1.5.1 陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具用金剛石磨粒22-23
- 1.5.2 陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具用陶瓷結(jié)合劑23-26
- 1.5.3 陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具的制備工藝26-27
- 1.6 陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具的應(yīng)用27-28
- 1.7 陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具的研究現(xiàn)狀28-30
- 第二章 研究內(nèi)容與研究方法30-41
- 2.1 研究內(nèi)容30-31
- 2.2 研究方法31-34
- 2.2.1 低溫陶瓷結(jié)合劑的煉制工藝31
- 2.2.2 陶瓷結(jié)合劑的煉制溫度工藝31-32
- 2.2.3 陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具制造工藝32-34
- 2.3 實驗設(shè)備及儀器34-35
- 2.4 性能測試及分析35-41
- 2.4.1 流動性35
- 2.4.2 燒結(jié)范圍35-36
- 2.4.3 抗折強度檢測36
- 2.4.4 密度測試36-37
- 2.4.5 氣孔率測試37-38
- 2.4.6 耐磨性測試38
- 2.4.7 示差掃描熱量儀(DSC)38-39
- 2.4.8 X射線衍射分析(XRD)39-40
- 2.4.9 組織形貌分析40-41
- 第三章 低溫陶瓷結(jié)合劑的制備研究41-51
- 3.1 結(jié)合劑基礎(chǔ)理論41-44
- 3.2 實驗44-45
- 3.3 實驗結(jié)果及討論45-49
- 3.3.1 DSC分析45-47
- 3.3.2 流動性分析47
- 3.3.3 磨塊試樣分析47-49
- 3.4 小結(jié)49-51
- 第四章 陶瓷磨具的燒結(jié)工藝研究51-59
- 4.1 引言51
- 4.2 實驗51-52
- 4.3 實驗結(jié)果與分析52-58
- 4.3.1 流動性分析52
- 4.3.2 溫度對密度的影響規(guī)律52-53
- 4.3.3 溫度對抗折的影響規(guī)律53-54
- 4.3.4 不同燒成溫度下金剛石磨具SEM形貌分析54-55
- 4.3.5 XRD圖譜55-56
- 4.3.6 溫度曲線的確定56-58
- 4.4 小結(jié)58-59
- 第五章 鍍覆金剛石對陶瓷結(jié)合劑磨具力學(xué)性能的影響59-66
- 5.1 引言59
- 5.2 實驗方法及過程59-60
- 5.2.1 原材料59-60
- 5.2.2 四種金剛石形貌觀察60
- 5.2.3 試樣制備及檢測60
- 5.3 實驗結(jié)果與討論60-65
- 5.3.1 金剛石形貌分析及討論60-62
- 5.3.2 試樣分析及討論62-65
- 5.4 小結(jié)65-66
- 第六章 不同潤濕劑及含量對陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具壓制成型及性能的影響66-74
- 6.1 引言66
- 6.2 實驗條件及實驗方法66-68
- 6.2.1 原材料及實驗設(shè)備66-67
- 6.2.2 試驗過程與方法67-68
- 6.3 實驗結(jié)果與討論68-72
- 6.3.1 各潤濕劑對成型料成型性的影響68-71
- 6.3.2 各潤濕劑對磨具的影響71-72
- 6.4 小結(jié)72-74
- 第七章 陶瓷金剛石砂輪對硬質(zhì)合金及PCD的磨削應(yīng)用74-82
- 7.1 引言74
- 7.2 實驗74-75
- 7.3 實驗結(jié)果與分析75-81
- 7.3.1 磨削硬質(zhì)合金實驗結(jié)果分析75-78
- 7.3.2 磨削機理分析78-81
- 7.4 小結(jié)81-82
- 第八章 結(jié)論82-83
- 參考文獻83-89
- 碩士期間發(fā)表的論文89-90
- 致謝90
【參考文獻】
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