本文關(guān)鍵詞：Cu基釬料感應(yīng)釬焊金剛石微粉工藝及其性能的研究

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【摘要】：熔化溫度較高的Ni基釬料釬焊金剛石易使金剛石磨粒(尤其金剛石微粉)發(fā)生熱損傷；釬焊金剛石微粉工具的容屑空間小,散熱差。一些研究者探索了各種方法以減輕金剛石的熱損傷,但由于方法單一使用,效果不佳。對于解決金剛石微粉工具容屑空間小的研究則更少。為此,本文通過低熔點(diǎn)的Cu-Sn-Ti釬料和感應(yīng)釬焊相結(jié)合的方式解決釬焊金剛石微粉的熱損傷和容屑空間小的問題,以提高釬焊金剛石微粉的加工性能。本研究以感應(yīng)釬焊金剛石微粉磨頭為例,完成了以下具有創(chuàng)新意義的工作：(1)為降低釬焊溫度、縮短釬焊時(shí)間,采用Cu-Sn-Ti合金釬料感應(yīng)釬焊金剛石微粉。結(jié)果發(fā)現(xiàn),釬焊金剛石微粉的釬焊面形成有利于釬料和金剛石顆粒冶金結(jié)合的沿金剛石表面平行方向生長的紡錘狀碳化物TiC；釬料層表面形成均勻細(xì)小的波紋,在起伏的波紋上分布著具有一定出露高度的金剛石微粉顆粒,波紋狀的工具表面可以提供一定的容屑空間,有利于加工效率的提高和加工弧區(qū)溫度的降低。(2)據(jù)熱電偶測溫原理制作非標(biāo)熱電偶測量磨頭磨削ZL102的磨削弧區(qū)溫度。結(jié)果顯示,對于未開槽磨頭,轉(zhuǎn)速1000r/min、進(jìn)給載荷12.5N時(shí),其穩(wěn)定階段平均溫度可僅為172℃。(3)通過磨削試驗(yàn)研究磨頭磨削瓷磚和ZL102的材料去除率。結(jié)果表明,磨削瓷磚的材料去除率最佳加工參數(shù)為：3槽磨頭、轉(zhuǎn)速3150r/min、進(jìn)給載荷12.5N；磨削ZL102的材料去除率最佳加工參數(shù)為：3槽磨頭、轉(zhuǎn)速1000r/min、進(jìn)給載荷15N。(4)通過正交試驗(yàn)分析磨頭磨削瓷磚和ZL102的表面粗糙度。結(jié)果表明,影響瓷磚和ZL102表面粗糙度的主因素為磨頭槽數(shù),次因素為磨頭轉(zhuǎn)速、進(jìn)給載荷。瓷磚磨削面的Ra最小可為1.01μm, ZL102磨削面的Ra最小可為1.21μm。本文采用多組合方式解決了金剛石微粉的熱損傷及工具容屑空間小的難題,研究了金剛石微粉工具在精密加工中的應(yīng)用,提出了一種測量金剛石工具加工金屬材料磨削弧區(qū)溫度的方法。另外,研究了加工參數(shù)對材料去除率和表面粗糙度的影響,確定了釬焊金剛石微粉磨頭的最佳加工用量。
【關(guān)鍵詞】：感應(yīng)釬焊 Cu基釬料 金剛石微粉 磨削弧區(qū)溫度 加工用量
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG454;TG706
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 1 緒論9-24
• 1.1 精密加工技術(shù)9-12
• 1.1.1 精密加工技術(shù)的發(fā)展9-10
• 1.1.2 金剛石工具在精密加工中的應(yīng)用10-12
• 1.2 金剛石工具的制造方法12-15
• 1.2.1 電鍍金剛石工具12
• 1.2.2 燒結(jié)金剛石工具12-13
• 1.2.3 釬焊金剛石工具13-15
• 1.3 釬焊金剛石工具的基本制造方法15-16
• 1.3.1 爐中釬焊15
• 1.3.2 激光釬焊15-16
• 1.3.3 感應(yīng)釬焊16
• 1.4 釬料的研究現(xiàn)狀16-19
• 1.4.1 Ag基合金釬料及其研究現(xiàn)狀17
• 1.4.2 Ni基合金釬料及其研究現(xiàn)狀17-18
• 1.4.3 Cu基合金釬料及其研究現(xiàn)狀18-19
• 1.5 釬焊金剛石工具的性能評價(jià)19-20
• 1.5.1 表面形貌19
• 1.5.2 焊接強(qiáng)度19
• 1.5.3 磨削性能19-20
• 1.6 本課題的構(gòu)想及可行性20-21
• 1.6.1 本課題的構(gòu)想20
• 1.6.2 本課題的可行性分析20-21
• 1.7 本課題的目的、意義及擬開展的工作21-24
• 1.7.1 本課題的目的和意義21-22
• 1.7.2 本課題擬開展的工作22-24
• 2 試驗(yàn)方法24-34
• 2.1 釬焊試驗(yàn)材料24-25
• 2.1.1 金剛石磨粒的選擇24
• 2.1.2 基體的選擇24
• 2.1.3 釬料的選擇24-25
• 2.2 感應(yīng)釬焊工藝路線25-26
• 2.3 感應(yīng)釬焊設(shè)備26-28
• 2.4 試樣表征分析28-31
• 2.4.1 表征試樣的制備28-29
• 2.4.2 形貌及物相分析29-30
• 2.4.3 拉曼(Raman)光譜分析30
• 2.4.4 熱分析及能譜分析30
• 2.4.5 其它測試30-31
• 2.5 磨削試驗(yàn)裝置31-34
• 2.5.1 測溫裝置31-33
• 2.5.2 磨削裝置33-34
• 3 Cu基釬料感應(yīng)釬焊金剛石微粉工具的研究34-46
• 3.1 Cu-Sn-Ti釬料的物相分析及熱分析34-36
• 3.2 Cu-Sn-Ti釬料釬焊金剛石微粉的工藝36-37
• 3.3 Cu-Sn-Ti釬料釬焊金剛石微粉的表征37-45
• 3.3.1 釬焊金剛石微粉磨頭的表面形貌37-39
• 3.3.2 鋼基體、Cu-Sn-Ti釬料和金剛石微粉間的界面結(jié)構(gòu)39-42
• 3.3.3 釬焊金剛石微粉形貌結(jié)構(gòu)42-44
• 3.3.4 釬焊金剛石微粉Raman譜分析44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-46
• 4 加工用量和磨頭型式對金剛石微粉磨頭磨削弧區(qū)溫度的影響46-61
• 4.1 測試磨削弧區(qū)溫度意義、原理及方法46-48
• 4.1.1 測試磨削弧區(qū)溫度意義、原理46-47
• 4.1.2 測試磨削弧區(qū)溫度的方法47-48
• 4.2 金剛石微粉磨頭磨削瓷磚的磨削弧區(qū)溫度48-53
• 4.2.1 進(jìn)給載荷對瓷磚磨削弧區(qū)溫度的影響48-51
• 4.2.2 轉(zhuǎn)速對瓷磚磨削弧區(qū)溫度的影響51-52
• 4.2.3 開槽對瓷磚磨削弧區(qū)溫度的影響52-53
• 4.3 金剛石微粉磨頭磨削ZL102鋁合金的磨削弧區(qū)溫度53-60
• 4.3.1 磨削ZL102鋁合金磨削弧區(qū)溫度的測量53-58
• 4.3.2 磨削弧區(qū)溫度對ZL102鋁合金磨削面的影響58-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 5 釬焊金剛石微粉磨頭的性能評定61-77
• 5.1 Cu-Sn-Ti釬料與基體硬度測試61
• 5.2 金剛石微粉磨頭磨削瓷磚的材料去除率及表面粗糙度61-67
• 5.2.1 進(jìn)給載荷對磨頭磨削瓷磚材料去除率的影響61-63
• 5.2.2 轉(zhuǎn)速對磨頭磨削瓷磚材料去除率的影響63-64
• 5.2.3 開槽對磨頭磨削瓷磚材料去除率的影響64
• 5.2.4 磨削瓷磚時(shí)金剛石微粉磨頭堵塞的消除處理64-65
• 5.2.5 瓷磚磨削面粗糙度的分析測量65-67
• 5.3 金剛石微粉磨頭磨削ZL102鋁合金材料去除率及表面粗糙度67-72
• 5.3.1 進(jìn)給載荷對磨頭磨削ZL102鋁合金材料去除率的影響67
• 5.3.2 轉(zhuǎn)速對磨頭磨削ZL102鋁合金材料去除率的影響67-68
• 5.3.3 開槽對磨頭磨削ZL102鋁合金材料去除率的影響68-69
• 5.3.4 磨削ZL102鋁合金金剛石微粉磨頭堵塞的消除處理69-71
• 5.3.5 ZL102鋁合金磨削面粗糙度的分析測量71-72
• 5.4 釬焊金剛石微粉磨頭的失效72-75
• 5.5 本章小結(jié)75-77
• 6 結(jié)論與展望77-79
• 6.1 本文的主要結(jié)論77-78
• 6.2 釬焊金剛石微粉工具的展望78-79
• 參考文獻(xiàn)79-85
• 致謝85-86
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文86
• 攻讀碩士學(xué)位期間參與項(xiàng)目及獲獎(jiǎng)86-87

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 袁巨龍;張飛虎;戴一帆;康仁科;楊輝;呂冰海;;超精密加工領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)發(fā)展研究[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2010年15期

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本文編號：916585