本文關鍵詞：氧化物彌散強化銅合金粉末制備及其在金剛石工具中的應用研究

  更多相關文章： 彌散強化 銅合金 熱壓燒結 金剛石工具

【摘要】：銅基胎體材料由于其優(yōu)異的可成型性和較低的燒結溫度,而廣泛應用在金剛石鋸片的制造中。在使用時通常會添加Sn、Zn等元素,一方面是通過固溶強化的作用強化胎體,另一方面是為了改善銅對金剛石顆粒的潤濕性。而金剛石鋸片在工作過程中會產生大量的熱,使銅基胎體出現(xiàn)高溫軟化,導致其對金剛石的把持能力降低,使用壽命縮短。因而,提高銅基胎體的抗高溫軟化能力便成為改善其使用壽命的重要切入點。從金屬強化理論出發(fā),考慮到彌散強化則不僅可以起到強化胎體的作用,還能夠使基體具有良好的抗高溫軟化能力。因而,本文考慮到胎體的成本,選擇以彌散強化銅鋅合金為研究對象,主要進行了以下幾點研究：(1)以內氧化法制備的氧化鋁彌散強化銅粉及鋅粉為原料,采用擴散法制備了鋅含量為20%的彌散強化銅鋅合金粉末。擴散工藝為500℃條件下擴散一小時；制備的ODSCuZn20合金粉末,其松裝密度為2.52g/cm3,氧含量為3457ppm。(2)對比研究了ODSCuZn20合金粉末及非彌散強化CuZn20合金粉末的熱壓燒結性能。結果表明,ODSCuZn20燒結體中的氧化鋁相起到了良好的彌散強化作用；在燒結溫度為760℃,30Mpa保壓燒結3min的條件下,ODSCuZn20燒結體的硬度相比于非彌散強化的CuZn20燒結體提高了11HRB,抗彎強度達到了517Mpa。(3)為了探究ODSCuZn20燒結體的抗高溫軟化能力,實驗將兩種合金粉末的燒結試樣分別在600℃、700℃、800℃下保溫一小時后淬火并測試其硬度,進而間接表征其紅硬性。發(fā)現(xiàn)淬火前后ODSCuZn20燒結體的硬度基本保持不變,而非彌散強化CuZn20燒結試樣的硬度降低明顯,說明ODSCuZn20具有更好的抗高溫軟化能力。(4)為進一步探究ODSCuZn20合金粉末的實際應用效果,實驗用ODSCuZn20合金粉末、非彌散強化CuZn20合金粉末分別替代典型胎體配方中的CuSn10合金粉末,用三種胎體制備成金剛石鋸片,并進行切割實驗對比其切割效果。實驗結果表明,含ODSCuZn20的鋸片切割速度與其余兩種鋸片相當,且其使用壽命相對于非彌散強化CuZn20鋸片和CuSn10鋸片分別延長了68%和96.8%；之后利用電子顯微鏡觀察了不同配方鋸片胎體的表面形貌,發(fā)現(xiàn)含ODSCuZn20鋸片的胎體犁溝淺且表面平整,“蝌蚪”狀拖尾較其余兩種胎體鋸片更加明顯,說明其更加耐磨且對金剛石有更好的支撐作用；統(tǒng)計鋸片刀頭上不同磨損形態(tài)金剛石顆粒所占的比例,發(fā)現(xiàn)ODSCuZn20鋸片金剛石脫落率較低,有利于金剛石工具使用壽命的延長。
【關鍵詞】：彌散強化 銅合金 熱壓燒結 金剛石工具
【學位授予單位】：北京有色金屬研究總院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TF123;TG717
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 1 緒論12-26
• 1.1 引言12
• 1.2 金剛石工具胎體簡介12-19
• 1.2.1 金剛石工具胎體分類12-15
• 1.2.2 改善金剛石工具使用性能的方式15-18
• 1.2.3 存在的問題18-19
• 1.3 彌散強化與金剛石工具19-25
• 1.3.1 彌散強化機理19-22
• 1.3.2 典型彌散強化材料及其應用22
• 1.3.3 彌散強化材料在金剛石工具中的應用22-25
• 1.4 選題的意義及創(chuàng)新點25-26
• 2 技術路線及實驗方法26-30
• 2.1 技術路線及原料的選擇26-27
• 2.2 主要測試方法27-30
• 3 ODSCuZn20合金粉末的制備及其熱壓燒結性能研究30-41
• 3.1 ODSCuZn20合金粉末的制備30-32
• 3.2 ODSCuZn20與CuZn20熱壓燒結對比實驗研究32-38
• 3.2.1 ODSCuZn20與CuZn20熱壓燒結性能對比32-35
• 3.2.2 ODSCuZn20燒結試樣顯微組織分析35-38
• 3.3 ODSCuZn20高溫紅硬性研究38-40
• 3.4 本章小結40-41
• 4 ODSCuZn20合金粉末在金剛石鋸片中的應用研究41-54
• 4.1 金剛石鋸片的制備41-43
• 4.2 金剛石鋸片鋸切性能及鋸片實際切割深度計算43-47
• 4.3 金剛石鋸片切割后金剛石形貌分析47-52
• 4.4 本章小結52-54
• 結論54-55
• 參考文獻55-60
• 攻讀碩士學位期間取得的學術成果60-61
• 致謝61

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 郭明星;汪明樸;李周;雷若珊;羅麗;;納米Al_2O_3粒子濃度對彌散強化銅合金退火行為的影響[J];功能材料;2006年03期

2 申玉田,崔春翔,徐艷姬,孟凡斌;Cu-Al_2O_3復合材料的塑性變形與再結晶[J];機械工程材料;2001年03期

3 王鳳榮;陳哲;劉一波;張晉遠;;金剛石工具金屬結合劑的磨損特性[J];金剛石與磨料磨具工程;2007年01期

4 楊俊德,彭振斌,陳石林,陳啟武;金剛石鉆頭鉆進過程中金剛石磨損規(guī)律試驗研究[J];礦冶工程;2003年04期

，

本文編號：975809