人造金刚石表面镀覆及应用研究

发布时间：2017-08-16 22:07

  本文关键词：人造金刚石表面镀覆及应用研究

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【摘要】：在人造金刚石表面镀覆金属可以提高树脂结合剂金刚石砂轮的使用性能。本文通过改变电镀电流和金刚石粒度,研究其对镀覆金刚石形貌、粒径、冲击韧性和抗压强度的影响;比较金刚石表面真空镀钛层与化学镀镍层的形貌特征及成分组成;用不同镀覆条件的金刚石作为磨料制成树脂结合剂砂轮;研究砂轮压制工艺,找到最佳工艺条件;通过检测砂轮的形貌、成分组成、平行度、硬度、耐磨性,探究不同镀覆条件对金刚石砂轮性能的影响。对人造金刚石表面镀覆及应用问题的研究,得到以下结果:1、通过研究电镀电流和金刚石粒度对镀镍金刚石性能的影响,得到:(1)在电镀工艺和镀液成分一定的条件下,随着电流增大,金刚石表面的镀层更加均匀、致密,漏镀现象减少,镍层镀速增大;镀覆金刚石的冲击韧性和抗压强度也随之增大。镀液温度决定了镀层的致密度。电镀液温度处于50℃时,镀镍层显微应变最小,镀层的致密度达到最大。(2)随着金刚石粒度的增大,镀速增大,镀镍金刚石的平均粒径和抗压强度的增长率增大。2、采用真空镀钛技术在金刚石表面镀覆,漏镀现象比较明显。镀钛后再进行化学镀,镀层均匀、致密。3、通过研究树脂结合剂金刚石砂轮的压制工艺,利用正交试验分析得到最优工艺条件是:压制温度185℃,混料1小时,压强19MPa,保压时间50分钟,厚度控制在0.8~1mm。热压成型的砂轮,金刚石完全包覆在结合剂中,在磨削过程中,逐渐裸露出来。各因素对树脂结合剂砂轮的影响规律如下:(1)温度主要影响砂轮的硬度。酚醛树脂结合剂砂轮的硬化温度控制在180~190℃之间为最佳;(2)混料时间主要影响砂轮的硬度。混料一小时,即可保证砂轮具有较高的硬度;(3)保压时间和压强在砂轮性能影响各因素中不是主要影响因素。在本文研究的工艺条件下,压强19Mpa,压制50min砂轮性能最好;(4)厚度主要影响砂轮的平行度。砂轮成品厚度控制在0.8~1mm,废品率低于2%,平行度较好。4、镀覆金属后,金刚石表面生长了镍刺,有利于和结合剂机械嵌合,磨削过程中不易脱落,因而金刚石砂轮的磨削性能显著提高;在电镀镍工艺和镀层增重率相近时,用经过真空蒸发镀钛的镀覆磨料制备的砂轮耐磨性更好;使用高电流短时间的电镀工艺制备的磨料镀镍层致密度大,因此制备的砂轮耐磨性更好;金刚石镀层增重率影响金刚石表面镍刺的生长状态,增重率过大,结合剂对磨粒的把持力减小,导致磨粒容易脱落,因而降低了砂轮的耐磨性。
【关键词】：金刚石 镀覆 树脂砂轮 工艺 性能
【学位授予单位】：中原工学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ153;TB306
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 1.引言10-16
• 1.1 金刚石的性能及用途10-12
• 1.1.1 金刚石的性能10-11
• 1.1.2 金刚石的用途11-12
• 1.2 人造金刚石表面镀覆的研究现状及意义12-13
• 1.3 树脂结合剂金刚石砂轮的研究现状及意义13-14
• 1.4 本文主要研究内容14-16
• 2.人造金刚石表面镀覆及应用理论基础16-24
• 2.1 人造金刚石表面镀覆理论基础16-19
• 2.1.1 化学镀镍16-17
• 2.1.2 电镀镍17-19
• 2.1.3 真空蒸发镀钛19
• 2.2 金刚石性能检测方法19-20
• 2.3 树脂结合剂金刚石砂轮的性能及应用20-21
• 2.4 砂轮压制工艺21-24
• 3.人造金刚石表面镀覆性能研究24-37
• 3.1 影响人造金刚石镀覆性能的因素研究24-25
• 3.1.1 工艺流程24
• 3.1.2 实验设备24-25
• 3.1.3 工艺参数25
• 3.2 电镀电流对镀镍金刚石性能的影响25-30
• 3.2.1 电镀电流对镀镍金刚石形貌的影响25-26
• 3.2.2 电镀电流对金刚石镀层增重的影响26-27
• 3.2.3 电镀电流对镀镍金刚石镀镍层致密度的影响27-29
• 3.2.4 电镀电流对镀镍金刚石冲击韧性的影响29
• 3.2.5 电镀电流对镀镍金刚石抗压强度的影响29-30
• 3.3 金刚石粒度对镀镍金刚石性能的影响30-33
• 3.3.1 镀镍前后金刚石的形貌变化30-31
• 3.3.2 金刚石粒度对镀镍金刚石增重的影响31
• 3.3.3 金刚石粒度对镀镍金刚石平均粒径的影响31-32
• 3.3.4 金刚石粒度对镀镍金刚石平均抗压强度的影响32-33
• 3.4 真空蒸发镀钛33-34
• 3.5 镀覆金刚石形貌及EDS检测34-36
• 3.6 小结36-37
• 4.树脂结合剂金刚石砂轮的压制工艺研究37-46
• 4.1 实验材料与仪器37-38
• 4.1.1 实验材料37
• 4.1.2 仪器与表征37-38
• 4.2 实验设计与结果38-42
• 4.2.1 实验设计38
• 4.2.2 实验结果38-40
• 4.2.3 极差分析40-42
• 4.3 影响树脂结合剂金刚石砂轮品质的因素研究42-45
• 4.3.1 砂轮的表面形貌42-43
• 4.3.2 砂轮成分检测43-44
• 4.3.3 压制温度对砂轮品质的影响44
• 4.3.4 混料时间对砂轮品质的影响44
• 4.3.5 保压时间和压强对砂轮品质的影响44
• 4.3.6 厚度对砂轮品质的影响44-45
• 4.4 小结45-46
• 5.表面镀覆金刚石在树脂砂轮中的应用46-52
• 5.1 砂轮样品的制备46-47
• 5.1.1 镀覆金刚石磨料的制备46
• 5.1.2 不同磨料树脂结合剂金刚石砂轮的制备46-47
• 5.2 砂轮性能表征47-48
• 5.2.1 砂轮平行度检测47
• 5.2.2 砂轮硬度检测47
• 5.2.3 砂轮耐磨性检测47-48
• 5.3 结果与分析48-51
• 5.3.1 平行度检测结果与分析48
• 5.3.2 硬度检测结果与分析48-49
• 5.3.3 耐磨性检测结果与分析49-51
• 5.4 小结51-52
• 6.结论与展望52-54
• 参考文献54-57
• 攻读硕士学位期间公开发表的论文57-58
• 致谢58

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本文编号：685755