本文關(guān)鍵詞：銅基超硬珩磨油石的制備及其力學(xué)性能研究

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【摘要】：珩磨作為一種高切削效率的工藝,現(xiàn)在已經(jīng)普遍應(yīng)用到了內(nèi)孔擴(kuò)孔,拋光等工作中。珩磨油石作為珩磨工具中的重要部件,其力學(xué)性能對(duì)珩磨加工的效率有很大的影響。因此,如何提高珩磨油石的性能,進(jìn)而提高珩磨加工效率,已經(jīng)成為很多企業(yè)需要解決的問(wèn)題。珩磨油石由基體與磨粒兩部分通過(guò)熱壓燒結(jié)制備而成,并靠?jī)?nèi)部硬的磨粒材料完成切削工作,而基體則起到固定磨粒的作用。金剛石、CBN等材料因其超高的硬度,與較好的化學(xué)穩(wěn)定性現(xiàn)在已廣泛作為磨粒材料的用于制造珩磨油石。但國(guó)產(chǎn)的珩磨油石在工作中,普遍存在磨粒與基體的附著力不夠,磨粒易于脫落,且珩磨油石的磨粒脫落后,基體無(wú)法快速的被磨損,導(dǎo)致磨削效率降低等問(wèn)題。本研究主要以金剛石或CBN為磨粒,以銅合金為基體,通過(guò)熱壓燒結(jié)來(lái)制備珩磨油石,主要考察銅合金基體成分、磨粒體積分?jǐn)?shù)和燒結(jié)溫度等工藝對(duì)珩磨油石的致密度、抗彎強(qiáng)度、硬度、微觀組織和相組成的影響,并通過(guò)摩擦磨損實(shí)驗(yàn)來(lái)判斷其加工能力。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),基體樣品的致密度、抗彎強(qiáng)度、硬度均隨著燒結(jié)溫度的升高而增加。當(dāng)Co含量提高時(shí),基體樣品的抗彎強(qiáng)度與硬度均有所增加,且富Co相增多,Cu-Sn相填充在富Co相中。當(dāng)加入Ti元素時(shí),Ti容易發(fā)生團(tuán)聚,使得基體樣品的抗彎強(qiáng)度下降。在燒結(jié)溫度較低時(shí),Ag易發(fā)生團(tuán)聚,隨燒結(jié)溫度升高,Ag團(tuán)聚的現(xiàn)象減弱,部分Ag固溶至Cu-Sn相中,從而增強(qiáng)基體材料的性能。當(dāng)基體中磨粒(金剛石或CBN)的體積分?jǐn)?shù)升高時(shí),珩磨油石的硬度上升,致密度、抗彎強(qiáng)度下降。當(dāng)磨粒(金剛石或CBN)經(jīng)過(guò)表面處理過(guò)以后,珩磨油石的致密度、抗彎強(qiáng)度均獲得提升,尤其是金剛石磨粒而言,經(jīng)過(guò)表面鍍鎢之后時(shí),珩磨油石的抗彎強(qiáng)度,致密度均獲得顯著提升,但硬度略有下降。通過(guò)不同試樣的斷口照片可以觀察出,當(dāng)燒結(jié)溫度較低時(shí),珩磨油石試樣的斷裂形式主要以脆性斷裂為主,斷裂路徑主要沿著磨粒和基體界面擴(kuò)展。當(dāng)燒結(jié)溫度較高時(shí),基體的斷裂形式主要為韌性斷裂,磨粒脫落的現(xiàn)象減少,部分磨粒發(fā)生斷裂,這說(shuō)明溫度升高時(shí),基體內(nèi)的結(jié)合力以及基體與磨粒之間的結(jié)合力均獲得提升。通過(guò)耐磨實(shí)驗(yàn)的結(jié)果可以看出,鍍鎢金剛石的珩磨油石試樣在磨粒體積分?jǐn)?shù)為15%時(shí)磨耗比達(dá)到了0.732。使用金剛石、CBN以及Ti-CBN磨粒的試樣在磨粒體積分?jǐn)?shù)為10%時(shí)分別為0.825、0.813、0.796。從珩磨油石試樣磨痕形貌可以看出在使用鍍鎢金剛石的珩磨油石試樣中,大部分磨粒在磨損后仍鑲嵌在基體內(nèi),少部分磨粒因磨損的原因斷裂。對(duì)于使用BN以及Ti-CBN磨粒的試樣,磨粒斷裂脫離基體的現(xiàn)象較多。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG745

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本文編號(hào)：1276507