金刚石锯片的组织结构及锯切力学分析

金刚石锯片的组织结构及锯切力学分析

朱永伟[1]2002年在《金刚石锯片的组织结构及锯切力学分析》文中提出本文从影响金刚石锯片性能的若干因素(金刚石与胎体之间的结合强度、锯切过程中金刚石的受力及失效等问题)着手,比较深入地研究了金刚石与其表面镀钛层、钛与胎体的作用规律,揭示了镀钛金刚石的四层结构模型;借鉴复合材料的强度公式,提出了计算金刚石节块抗弯强度的公式;运用定量金相学的基本原理,提出了计算锯切弧区内参与切割过程的金刚石工作刃数量的数学模型;提出了锯片中金刚石参数的设计准则,比较详细地分析了锯片中金刚石失效的原因,主要工作包括: 1.通过镀钛金刚石的X-Ray衍射图谱,钛板与胎体之间扩散层的扫描电镜分析及各种金刚石的失重分析,研究了金刚石表面镀钛对金刚石锯片性能的影响。从理论上分析了金刚石表面镀钛工艺及随后的热压工艺,对金刚石表面钛层及其与胎体之间相互作用的影响,提出了镀钛金刚石的四层结构模型,借用复合材料的强度公式,定量地描述了金刚石节块的抗弯强度与金刚石添加量及表面处理之间的关系,在此基础上,比较了化学复合镀镍和铜与添加混合稀土对锯片性能的影响。 2.用正交试验,揭示了铁、WC、铝、混合稀土、镍含量、金刚石粒度以及烧结温度和保温时间等参数对金刚石节块叁点弯曲强度和切割性能的影响规律,从中优化出了一些适合Cu-10Sn基胎体的配方和烧结工艺,通过扫描电镜对锯片节块表面形貌的分析,分析了锯片性能差异产生的根源,并找到了胎体硬度与锯片寿命之间的对应关系。 3.对锯切弧区内参与切割过程的金刚石切削刃数量进行了建模计算,得出了目前为止较为精确的工作刃数量的计算公式,为分析金刚石磨粒的真实受力提供了依据,从金刚石的静压强度角度出发,提出了锯片中金刚石叁参数的设计准则,从锯片中金刚石的突出高度与磨粒的平均切入深度这一角度出发,系统地阐述了混装金刚石的工作原理,并分析了锯切工艺对砂浆浓度的影响。 4.用压电晶体测力仪和功率测量仪测量了金刚石锯片在锯切603#花岗岩时的受力及功率状况,从理论上探讨了F_x小于零所需的临界α角(或临界切深A_p)与锯切过程中摩擦系数的关系,并对金刚石磨粒的主要失效机制进行了分析。 5.通过不同胎体的硬度、密度及叁点弯曲强度测试和X-Ray衍射相分析,研究了部分预合金化对胎体烧结致密的动力学过程及合金均匀化过程的影响规律,从扩散等理论出发,分析了部分预合金化的作用机制。 6.就福建603#花岗岩为例,提出了金刚石锯片的优化设计步骤及准则,优中南大学博士学位论文化设计后的锯片性能全面超过某商用锯片。

徐风雷[2]2015年在《钢铁材料加工用钎焊金刚石锯片磨粒排布优化及试验研究》文中指出论文围绕钢铁材料的切割加工,以高温钎焊金刚石理论为基础,结合磨料有序排布技术,研发了新型有序排布单层钎焊金刚石锯片。本文完成的主要研究工作包括:(1)总结现有的钎焊方法,选择高温真空钎焊炉作为锯片制备的试验设备,通过试验研究确定合理的钎焊温度曲线。(2)开发出一种新型有序排布钎焊金刚石锯片的制作方案,选择适宜的金刚石磨料、焊料、基体材料、胶黏剂,成功研制出外径Φ125mm新型磨料有序排布钎焊金刚石锯片。(3)分析钢铁锯切时材料去除模型及去除机理,通过理论计算选择合适的锯切方式,确定合理的有序排布方案;结合锯切试验得到的切屑尺寸,选择合适的磨粒排布间隔。(4)将新型磨粒有序排布锯片与传统锯片做对比切割试验,选择锯切切屑、锯切温度、锯切噪声、金刚石磨损、锯片寿命等指标,研究表明有序排布钎焊金刚石锯片相对传统锯片有更好的综合加工性能。

高知辉[3]2016年在《金属锯切圆锯片的仿生设计》文中研究说明在日常生产和生活中,金属材料的加工、处理需要切割、截断等机械切割过程。在众多切割方法中,机械切割因其高适应性、低成本和高效率等优点在金属工业中扮演者重要的角色。作为机械切割方式之一的圆锯片切割,因工作效率高、原料浪费少以及二次加工量少等优势被广泛应用于包括铝金属工业在内的诸多领域。然而传统锯片的锯切过程通常是通过锯片的边旋转、边移动,对切割对象逐次冲击,产生冲击破裂,同时在刀头周围部分连续进行压缩破裂和切割,但是切割效率并不高,而且锯切阻力较大,锯齿部分容易产生裂纹、断裂和磨损。仿生学是一门新兴的交叉学科,在解决切割刀具常见的摩擦磨损、切割效率、能耗等问题时,为研究人员提供了全新的研究思路和有效的研究方法。獾也称为狗獾、欧亚獾,其牙齿极其锋利、坚硬,甚至能够咬断军用铁锹。本文以獾的犬齿为研究对象,通过对其牙齿结构特性和力学特性的研究,找出其犬齿锋利、坚硬及高效刺穿的机理,并用于锯片的仿生设计中,以提高金属锯切圆锯片的锯片效率、减小锯切阻力。首先,通过对獾犬齿的微观结构、力学性能及组成成分进行测试分析,发现獾犬齿良好的力学性能与其独特的外形结构有一定关系;利用逆向工程技术对獾牙齿进行叁维实体模型重构,通过对犬齿结构及刺穿机理分析,将其特征曲线分为刺入段、切割段及滑动段。用最小二乘法对叁段曲线进行拟合,得到曲线方程,并用于圆锯片的设计中,得到仿生锯片A,且设计仿生锯片B和仿生锯片C作为仿生对照组。其次,建立锯片的锯切力学模型,对其锯切过程进行分析,求锯片锯切时的理论锯切力;通过对直径为D=180mm锯片锯切直径为d=30mm铝棒时的力能参数计算,得到锯片的锯切功率N=0.728KW,切向锯切力Ft=406.57N,径向锯切力Fr=100N,为静力分析提供载荷条件。根据载荷条件建立锯片锯切的有限元模型,通过静力分析对仿生锯片和普通锯片的力学性能及结构特性进行比较,得到仿生锯片A在同等受力条件下变形较小,且所产生的应力也很小。最后,选取锯片转速、工件的进给速度、锯片直径及铝管直径作为试验因素,以锯切过程中的所产生扭矩和拉力为实验指标,选用L9(31×23)正交表对仿生锯片的锯切力进行正交试验分析,通过锯片的实际锯切试验来比较所设计的仿生锯片的优劣。经过分析得到,本文所选试验因素均与锯切过程中的扭矩和拉力显着相关;试验各因素对仿生锯片锯切时的扭矩和拉力影响的主次关系为:锯片转速>工件进给速度>锯片直径>工件直径。另外,通过仿生锯片和普通锯片的单因素比较发现,在相同锯切条件下,仿生锯片A相对于狼牙齿形锯片锯切时的扭矩降低了18.4%,而相对于鼠牙齿形锯片降低了6.5%;仿生锯片A相对于狼牙齿形锯片锯切时的拉力降低了约27.7%,相对于鼠牙齿形锯片降低了约10%,且仿生锯片A锯切的切口较为平整,工件切口质量最好。这是因为仿生锯片A的齿形轮廓采用仿生曲线,在保证锯齿齿宽的同时,也增大了锯齿的前角,因此既能保证锯齿的刚度,使其受力时变形较小,同时也降低了锯片的锯切阻力,提高了锯片的锯切性能。总体而言,本文以提高现有金属锯切圆锯片的锯切性能、降低锯切阻力为目标,将仿生设计的理念与技术用于锯片的设计中,设计出了基于獾犬齿的仿生锯片,通过试验验证了该锯片具有降低锯切阻力、提高锯切质量的效果,为高性能锯片的设计与推广提供参考。

房延利[4]2002年在《混凝土干式锯切加工与金刚石锯片结构优化设计研究》文中研究指明混凝土是一种特殊的复合脆性材料,其组分和性质的复杂性严重影响了金刚石锯片锯切加工过程,降低了金刚石锯片的使用效率。如何来提高锯切混凝土用锯片的锯切性能和使用寿命是许多厂家共同关心的课题,但目前国内外针对混凝土这种特殊材料的锯切研究却相对较少。本文系统研究了混凝土的锯切加工机理、混凝土锯切过程的锯切力和锯片磨损,并优化设计了干切削混凝土用锯片的结构。 1.采用扫描电镜(SEM)和体视显微镜观察单颗粒金刚石切削混凝土沟槽表面形貌和切屑形态,并结合混凝土的特性及断裂力学性能,分析研究了混凝土材料的切削加工机理。 2.采用压电磨削测力仪和信号采集系统测量了不同锯切参数条件下的锯切力,分析研究了锯切混凝土过程的锯切力信号特征和影响因素。 3.采用称重法测量锯切过程锯片节块磨损量,并通过计算磨削比,分析了混凝土锯切过程金刚石节块的磨损特性及其影响因素,并采用SEM和体视显微镜观察节块不同部位工作表面和金刚石的磨损破坏情况,研究了金刚石磨损破坏的主要形式和胎体材料的磨损形态。 4.在混凝土锯切过程锯片受力的实验研究基础上,采用有限元方法模拟分析了锯切混凝土过程锯片的变形和应力分布,并优化设计了干切削混凝土用锯片的结构及其参数。

吴佳宾[5]2005年在《基于有限元法的金属圆锯片动态特性研究》文中进行了进一步梳理圆锯片是一种高效的切断加工工具,但是圆锯片工作时的振动和噪音却会对锯切效果造成破坏,对周围的环境造成污染。近年来,随着金属圆锯片应用的日益广泛,如何设法降低锯片工作中的振动和噪声已经成为了生产厂家和学者们竟相研究的课题。 圆锯片的振动形式主要有横向振动,扭转振动和径向振动:锯片的工作噪音主要由空气动力性噪音,机械性噪音和共振噪音组成;金属圆锯片的动态特性包括固有频率、振型及临界转速等评价参数;圆锯片的动态特性与锯片工作时的振动和噪音关系较大,降低锯片的工作振动的噪音,应该从如何提高圆锯片的动态稳定性入手;改变锯片的几何参数、适张状况是改变锯片动态特性的主要途径。 本文确定计算圆锯片的固有频率是研究其动态特性的第一步,总结出固有频率的确定方法有公式法,实验法和有限元分析法;本文分别利用实验法和有限元计算法对圆锯片进行了固有频率的确定;有限元法是近年来发展迅速的一种分析和计算方法,准确,高效是有限元法的特点;结合用有限元法对圆锯片的固有频率进行分析使分析过程更加快捷准确。 本文还利用有限元分析软件ANSYS对金刚石圆锯片进行了模态分析,提取了低阶固有频率和振型,并对分析结果进行了归纳和总结,初步确定了锯片几何参数对固有频率的影响。

刘宪刚[6]2007年在《金刚石圆锯片的质量评价体系的建立》文中进行了进一步梳理本文针对国内暂无金刚石圆锯片产品的系统评价体系的现状,开展了评价圆锯片质量的理论分析与试验研究。首先采用数学方法和基于理想状态,构建了金刚石圆锯片切削过程的理论模型,并对锯片刀头的主要参量进行了计算,初步建立了锯片性能与刀头配方、参数间的定量关系,以此作为刀头原材料优选和配方设计的依据。在国家标准的基础上适当改进了金刚石圆锯片基体的化学成分,优化了热处理工艺。并提出选择锯片用金刚石的主要性能指标和量化的依据。在制造金刚石圆锯片的工艺方面,优化了混料工艺,变更了投料的顺序,改进了混料装置,并提出了一种评价混料均匀性的简便方法。从烧结设备、烧结工艺两个方面对锯片的热压烧结工艺进行了改进,并制定出烧结工艺曲线。采用与国内其它厂家同类型优质产品进行对比切割的试验方法,客观地评价了不同金刚石圆锯片的锋利度、切割效率和使用寿命等主要指标。结果表明,在湿切的工况条件下,自制圆锯片的锋利度、切割效率和使用寿命明显优于国内其它同类产品;但在于切的工况条件下,自制圆锯片的锋利度欠佳,使用寿命偏低。分析认为,主要原因是自制圆锯片的刀头硬度偏高,导致刀头的磨损与金刚石的磨损不匹配;当金刚石失效或脱落后,新的金刚石难以出刃,锯片的自锐性降低;同时,由于金属胎体与被加工材料的过分摩擦,产生较多的热量,容易造成糊齿。对自制圆锯片的刀头进行了组织和物相分析,结果验证了上述分析的客观性。同时发现,虽然胎体成分中没有添加昂贵的钴,但从刀头的组织和物相分析结果看,达到了与添加钴的圆锯片刀头样品相近的效果。由此说明,在胎体材料设计思路中以多元合金化代替钴是完全可行的。

初晓飞[7]2004年在《大切深锯切中力对金刚石节块状态的依赖性研究》文中认为花岗石的切割加工是花岗石板材生产过程中重要的一道工序,目前花岗石的切割仍以金刚石圆锯片锯切为主。锯切过程中节块表面状态是一切影响因素的综合反映,国内外学者一直期望能够通过对节块表面状态的研究来揭示锯切过程的本质。然而由于本身的复杂性和研究手段的限制,节块表面状态一直无法有效的量化测量和评价。与此同时,作为锯切过程中一个重要的参量,锯切力也得到了深入的研究,然而由于节块表面状态的影响,很难建立一个统一的锯切力相对于锯切参数的变化关系,而且不同研究结果之间的可比性也很差。因此,定量评价节块表面状态,研究锯切力与锯切参数、节块表面状态的依赖关系是金刚石工具研究中的一个重要课题。 本论文以大切深为研究对象,采用视频监测的方法在一定程度上量化识别节块表面状态,并通过特殊的修整方案分开讨论锯切参数与节块表面状态对锯切力的影响。首先,通过用耐火砖修整保证锯切前后节块表面状态一致,研究锯切力与锯切工艺参数、锯片形状、工件材料以及锯切方式之间的关系;其次,在锯片充分修整后,控制锯切参数一致,研究磨损过程中锯切力与节块表面状态的关系,定量分析节块表面状态的两个重要组成部分——金刚石磨损状态及出刃高度对锯切力的影响。 全文的主要研究结果概括如下: 1.花岗石锯切过程中,锯切切向力和法向力随着锯切深度或进给速度的增大而增大,而锯切深度对锯切力的影响程度比进给速度大;当固定锯切深度和进给速度情况下锯切花岗石时,锯切切向力和法向力随着锯片圆周线速度的增大而减小。 2.固定加工参数锯切花岗石时,顺切时的锯切力一般比逆切时要小。 3.锯切过程中,完整晶形和微观破碎所占比例越大,宏观破碎和脱落比例越小,锯切力越小:反之,则锯切力越大。一般情况下,磨粒平均出刃高度越高,锯切力越小;反之,则锯切力越大。 4.本实验中,锯切力与完整晶形、微观破碎、宏观破碎、脱落的比例的相关性较大,与平均出刃高度、磨平、刚出露的比例相关性不大。 5.花岗石锯切过程中,金刚石磨粒与花岗石之间的耕犁划擦作用主要和磨粒磨损状态有关,而锯屑流与金属结合剂、金刚石之间的摩擦作用则和磨粒出刃高度有很大关系。在本文的磨损实验中,锯切力用于克服耕犁划擦作用的比重比用于克服摩擦作用大。 这些结论为研究花岗石大切深锯切技术、研究节块磨损、提高节块性能、指导金刚石锯片的制造以及优化锯切参量提供了参考依据。

丁兰英[8]2014年在《自润滑多层有序钎焊金刚石工具技术研究》文中指出钎焊金刚石工具具有磨粒把持强度高、易于实现磨粒的有序排布和磨粒出露高等特点,因此具有磨粒利用充分和加工效率高等性能优势,在难加工材料高效加工中显示出振奋人心的优异性能。但现有钎焊金刚石工具的研发仅仅停留在单层有序的层次上,尽管该类型工具的加工寿命已能与普通多层金刚石工具寿命相当,但这种工具的单层金刚石在加工作业中磨耗殆尽时,没有后续的金刚石磨粒补充作业,钎焊金刚石工具的加工优势体现得不够充分,该类型工具还有进一步的研发空间。本文在分析现有固结金刚石工具中结合剂对金刚石磨粒的把持能力、磨粒的分布和工具的整形和修锐特点的基础上,提出了研制集成金刚石磨粒的高温钎焊技术、有序排布技术和工具自润滑技术的自润滑多层有序钎焊金刚石工具的研究构想。围绕此构想,本文主要完成了以下几项工作:1、设计了多层有序钎焊金刚石的结构,该结构一方面保持有钎焊金刚石工具所特有的对磨粒的高把持能力,另一方面能实现工具工作面的磨粒可以根据加工对象和加工条件进行优化排布,达成在工具加工作业时对磨粒切厚的可控,此外还能实现金刚石磨粒的多层钎焊。2、在分析现有金刚石磨粒的高温钎焊工艺适应性的基础上,结合细粒度金刚石的特点和钎焊难点,提出了结合采用二次钎焊工艺和在银基钎料中添加Ti C颗粒制成复合钎料进行细粒度金刚石钎焊的方法,拓宽了金刚石磨粒的钎焊工艺。3、结合多层有序钎焊金刚石的结构设计,提出了自润滑填料的设计原则,并进行了自润滑填料的组分设计。采用浇注法制备了以液态环氧树脂为基础组元,石墨为固体润滑剂的聚合物基自润滑填料。对自润滑填料的摩擦润滑性能进行了评价。4、集成金刚石多层有序钎焊技术和工具自润滑技术,成功制备了自润滑多层有序钎焊金刚石圆锯片和自润滑多层有序钎焊金刚石砂轮,分别采用自润滑多层有序钎焊金刚石圆锯片进行了花岗石的高效加工和自润滑多层有序钎焊金刚石砂轮进行了碳化硅工程陶瓷的精密加工,确证了本文所研制自润滑多层有序钎焊金刚石工具在硬脆材料加工中具有金刚石用量少,锋利,工具寿命长等突出优点。

陈邦道[9]2007年在《降噪减振金刚石圆锯片的动态特性及锯片微观失效机理实验研究》文中认为混凝土锯切过程包含了周期动载荷、热应力、流体动力及热传导,因而会产生强烈的周期振动和刺耳的噪音,同时大大削弱了锯片的使用寿命和锯切加工质量。本文采用课题组自行设计并经过有限元分析优选的降噪减振锯片进行干切削混凝土的实验,并对典型失效锯片进行微观失效机理研究。1.通过实时动态测量多孔结构锯片干切削3种混凝土的切削力、声发射、噪声、振动信号并与普通结构锯片相比较。实验结果表明:声发射波形与锯切力的波形有较好的相似性,特别是与垂直锯切力(主切削力)的相似性最好。振动信号的波形与噪声信号波形有较好的相似性,说明锯片基体的共振是锯切过程的主噪声源;同时振动与噪声信号在频域的分布主要跟锯片旋转速度有关,随着旋转速度的增大,振动噪声信号在频域的分布越加分散。多孔结构锯片的综合锯切性能优于普通锯片,在降噪方面效果尤为显着,其中又以B3锯片最优,B2次之,B1最差。B3锯片最适合高速(26m/s),中进给(600mm/min),大切深(30mm)锯切C30混凝土;B2锯片最适合高速(26m/s),中进给(600mm/min),中切深(30mm)锯切C35混凝土。2.通过实时动态测量组合结构锯片干切削3种混凝土的切削力、声发射、噪声、振动信号并与普通结构锯片相比较。实验结果表明:组合结构锯片的综合锯切性能优于普通锯片,组合结构锯片不仅能够有效的减小锯切噪音,而且改善锯切过程振动。其中又以B8锯片最优,B9次之,B7最差。B7锯片最适合中速(16m/s),中进给(600mm/min),大切深(30mm)锯切C30混凝土;B8锯片最适合高速(26m/s),大进给(700mm/min),大切深(30mm)锯切C25混凝土;B9锯片最适合高速(26m/s),小进给(400mm/min),小切深(10mm)锯切C35混凝土。3.采用扫描电镜(SEM)和体视显微镜对典型失效形式的金刚石锯片基体表面的组织结构观察分析,研究了锯片基体的微观失效机理。研究结果表明:锯片基体的主要失效形式为水槽底部裂纹,初始裂纹扩展的方向与断裂入口表面垂直,随着裂纹的继续扩展裂纹开始向沿主切削力垂直的方向发展。裂纹的形状有两种,或平直或呈波浪形。锯片基体沿着径向的组织结构有很大的区别,锯片齿部经过了渗氮处理,所以齿部的组织结构跟心部相差较大。锯片切削石材的切削温度达到了300℃左右,相当于给锯片基体进行了低温回火处理,齿部小颗粒状碳氮化合物在吸收了锯切热量以后开始长大;同时由于温度沿着锯片径向呈梯度分布,越靠近锯片齿部组织变化越明显,心部仍然保留了原来的组织结构。

王俊沙[10]2016年在《铁族金属及其盐对人造金刚石单晶腐蚀研究》文中提出金刚石由于具有很高的硬度、耐磨性及较强的化学惰性,因而作为磨粒在硬脆材料加工领域得到广泛的应用。人造金刚石颗粒尺寸较小,通常采用结合剂将它们粘结起来制备成具有一定形状、大小和强度的工具。但由于金刚石单晶表面光滑且表面能较高,在制备金刚石工具时结合剂很难润湿金刚石。因此,两者之间主要以机械镶嵌为主,结合力较弱,磨削加工时大部分金刚石由于过早脱落而造成非磨削损耗。为了提高结合剂对金刚石的把持力,目前采用的方法主要是对金刚石表面进行镀覆或涂覆处理。针对这些处理技术的局限性,论文采用热化学法以铁族金属及其盐对金刚石单晶进行腐蚀。系统研究了各参数变化对铁族金属粉末腐蚀金刚石单晶的影响规律,结合热力学计算,探讨了铁族金属腐蚀金刚石单晶的主要机理;考察了铁族金属盐在不同温度下对金刚石单晶的腐蚀及主要机制;将不同方法处理的金刚石分别与铜基和铁基金属结合剂制备成锯片,对锯片的机械性能和锯切性能进行比较。主要研究结果如下:(1)重点研究了温度对铁族金属腐蚀金刚石的影响。结果表明,温度在腐蚀过程中起关键作用,铁、镍、钴对金刚石单晶腐蚀的初始温度分别为800°C、700°C和600°C。随着温度升高,金刚石单晶的腐蚀程度逐渐加重;当温度相同时,金刚石{100}晶面的腐蚀程度均大于{111}晶面。铁在金刚石{100}晶面的腐蚀主要沿垂直于晶面方向进行,在{111}晶面的腐蚀起源于晶面边缘并逐渐向中心扩展。而镍和钴在金刚石表面的腐蚀均以垂直于晶面方向为主,在金刚石{100}和{111}晶面上形成形状分别为倒金字塔和六边形的腐蚀坑。在试验温度范围内,钴粉对金刚石单晶腐蚀的均匀性较好,且在金刚石{100}和{111}晶面上的腐蚀率和腐蚀深度均大于镍粉。(2)系统研究了保温时间、金属粉末与金刚石比例及金属粉末粒径等对铁族金属腐蚀金刚石的影响。随着保温时间延长,镍和钴腐蚀金刚石后形成的腐蚀坑面积和深度逐渐增大,但当保温时间超过一定值后,延长保温时间对金刚石腐蚀影响逐渐减小。减小钴粉与金刚石的质量比,金刚石{100}和{111}晶面的腐蚀率和腐蚀深度明显降低,同时金刚石表面腐蚀的均匀性变差。此外,随着钴粉粒径增大,金刚石单晶的腐蚀程度变轻且均匀性变差。(3)探讨了铁族金属腐蚀金刚石的机制及腐蚀形貌的形成规律。金刚石腐蚀过程可描述为:随着温度升高,金属逐渐熔融并开始润湿金刚石表面;在金属的催化作用下,金刚石结构碳发生相变转变成石墨结构碳;金刚石与熔融金属界面处形成的石墨以浓度差为驱动力,在金属中向远离界面方向扩散。根据菲克定律对铁腐蚀金刚石的理论腐蚀深度进行计算,结果与试验所测P-V值的变化趋势大体一致。与金刚石台阶状生长模式相似,铁族金属腐蚀金刚石单晶也是通过逐层实现的。对于金刚石表面形成的腐蚀坑,其底部对应于被腐蚀晶面,而其内壁则由被腐蚀晶面的相邻晶面或稳定性更高的次级相邻晶面组成。(4)探索了二水草酸铁、二水草酸钴和六水硝酸钴在不同温度下对金刚石的腐蚀行为及腐蚀机理。随着温度升高,金刚石单晶的腐蚀程度逐渐加重。特别是以二水草酸铁作为腐蚀剂时,当温度超过900°C后,金刚石单晶的腐蚀程度急剧加重。二水草酸钴和六水硝酸钴均可同时在金刚石{100}和{111}晶面上形成腐蚀坑,但与金属钴粉相比,金刚石单晶腐蚀的均匀性较差,而且在同一个晶面上腐蚀坑的大小和深度也有较大差别。二水草酸铁腐蚀金刚石的机理为金刚石石墨化和氧化,而二水草酸钴和六水硝酸钴腐蚀金刚石的主要机理为金刚石石墨化。(5)分析比较了不同方法处理的金刚石及其与金属结合剂复合烧结体的机械性能。与未处理金刚石相比,镀钛金刚石的单颗粒抗压强度和冲击韧性都较高,与铜基结合剂复合制备的烧结体的硬度、抗弯强度和冲击强度均无明显变化,但与铁基结合剂复合制备的烧结体的抗弯强度和冲击强度都略有下降。经钴粉腐蚀处理的金刚石的单颗粒抗压强度和冲击韧性虽然都略有下降,但与铜基和铁基结合剂复合制备的烧结体的抗弯强度和冲击强度均明显提高。(6)通过锯切试验,对比了不同方法处理的金刚石制备的金属基锯片的锯切性能。与未处理金刚石制备的锯片相比,镀钛金刚石与铜基结合剂制备的锯片锯切试验后工作面上金刚石出刃高度无明显变化,但50%出刃比例稍有增加,金刚石脱落率略有下降,锯片锯切寿命提高15%;与铁基结合剂制备的锯片锯切试验后工作面上金刚石出刃高度和50%出刃比例均增加,金刚石脱落率明显降低,锯片的锋利度较差,锯切寿命增加11%。腐蚀处理金刚石与铜基和铁基结合剂制备的锯片锯切试验后工作面上金刚石出刃高度和50%出刃比例均增加,金刚石脱落率均明显下降,锯片自锐性较好,锯片锯切寿命分别提高12%和8%。

参考文献:

[1]. 金刚石锯片的组织结构及锯切力学分析[D]. 朱永伟. 中南大学. 2002

[2]. 钢铁材料加工用钎焊金刚石锯片磨粒排布优化及试验研究[D]. 徐风雷. 南京航空航天大学. 2015

[3]. 金属锯切圆锯片的仿生设计[D]. 高知辉. 吉林大学. 2016

[4]. 混凝土干式锯切加工与金刚石锯片结构优化设计研究[D]. 房延利. 广东工业大学. 2002

[5]. 基于有限元法的金属圆锯片动态特性研究[D]. 吴佳宾. 河北工业大学. 2005

[6]. 金刚石圆锯片的质量评价体系的建立[D]. 刘宪刚. 山东大学. 2007

[7]. 大切深锯切中力对金刚石节块状态的依赖性研究[D]. 初晓飞. 华侨大学. 2004

[8]. 自润滑多层有序钎焊金刚石工具技术研究[D]. 丁兰英. 南京航空航天大学. 2014

[9]. 降噪减振金刚石圆锯片的动态特性及锯片微观失效机理实验研究[D]. 陈邦道. 广西大学. 2007

[10]. 铁族金属及其盐对人造金刚石单晶腐蚀研究[D]. 王俊沙. 湖南大学. 2016

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金刚石锯片的组织结构及锯切力学分析
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