不同钎料高频感应钎焊金刚石磨粒的失效机制研究

发布时间：2020-11-09 02:23

　　 钎焊金刚石工具以其大的排屑空间、强的化学冶金结合、高的加工效率、长的使用寿命等一系列优势在石材、陶瓷、光学玻璃、各类金属、油气钻探、地质堪查等领域得到了广泛的应用。目前针对不同类别的钎焊金刚石工具,其研究主要集中在钎焊工艺和钎焊界面的反应机制上。对于钎焊金刚石磨粒的失效则多为观察断裂后的现象,从而进行推断,缺少对钎焊金刚石磨粒失效过程的观察及研究。本课题针对这一问题展开了研究。论文的主要工作及结论概况如下:论文以镍基、银基和铜基三种常用钎料为基本,选择铬、钛两种活性元素,形成了六种不同钎料,在高频感应条件下进行了CVD单晶以及金刚石磨粒的钎焊试验。利用高速摄像机跟踪观察了金刚石工具在剪切过程中的失效形式,跟踪了剪切过程中剪切力的变化情况,并对剪切后的断面进行了观察分析。结合对金刚石磨粒和钎料的机械力学性能试验,分析了导致不同钎料剪切强度发生变化的主要原因,建立了金刚石磨粒的剪切失效模型。试验结果表明,金刚石工具的失效形式大致可分为两大类:(1)以镍基钎料为代表的金刚石折断失效;(2)以银基钎料为代表的金刚石滑移失效。铜基钎料的金刚石工具则会根据钎焊条件不同表现有所不同。钎焊温度和钎料侵蚀都会明显造成金刚石磨粒的强度损失,钎料对金刚石强度的侵蚀作用与钎料自身的力学性能有一定的对应关系,即当钎料自身的强度越高时,对金刚石的侵蚀也就越厉害,导致金刚石磨粒的强度值下降得也越严重。钎焊金刚石磨粒的最终失效形式是金刚石磨粒强度和钎料强度两者在剪切力作用下的综合结果。对于镍基钎料,因温度和钎料的侵蚀,导致金刚石的强度损失严重,而钎料自身的强度高,所以表现为金刚石磨粒的折断;而对于银基钎料,因钎料自身的强度低,而且对金刚石磨粒的侵蚀性弱,所以表现为沿钎料层的滑移。论文的结果对钎焊金刚石工具的生产具有一定的指导意义。
【学位单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TG454;TG425
【部分图文】：

单晶金刚石拉伸试样示意图

剪切强度测试示意图

课题研究思路
【参考文献】

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本文编号：2875733