超声辅助激光钎焊金刚石磨粒试验研究

发布时间：2022-01-12 16:12

　　近年来,金刚石工具以其优良的性能被广泛应用于工业生产中。如何提升金刚石工具制备的效率,提高金刚石工具的性能,一直是广大学者和生产企业关注的焦点。高温钎焊金刚石工具制备周期较长,钎焊工件受炉腔尺寸限制,且金刚石磨粒长时间处于高温环境下,容易产生热损伤。激光钎焊利用激光作为热源,实现钎料与金刚石磨粒的化学冶金结合,具有可控性强、加热效率高、热影响区小、柔性好等特点。因此,本文采用新型光纤激光对金刚石磨粒和Ni-Cr合金钎料进行激光钎焊试验,并将超声波引入激光钎焊过程,开展超声辅助激光钎焊金刚石磨粒试验。首先,采用Ni-Cr合金钎料,对光纤激光钎焊金刚石磨粒进行了工艺试验,借助光学显微镜探究了激光功率、焊接速度等工艺参数对激光钎焊焊缝形成质量的影响规律,并应用响应曲面法对关键参数进行优化。结果表明,激光功率和焊接速度对Ni-Cr合金钎料熔化程度和金刚石热损伤具有较大影响。优化的工艺参数窗口如下:激光功率为690 W～770 W,焊接速度为0.9 mm/s～1.6 mm/s,离焦量为+18 mm。优化工艺参数下的焊缝成形良好,Ni-Cr合金钎料在金刚石表面进行了铺展和爬升,金刚石磨粒表面晶形完... 

【文章来源】：长沙理工大学湖南省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１激光钎焊示意图??

?硕士学位论文???格为２００目，其扫描电镜图和能谱分析结果见图２．１和图２．２。??１?６０ｐｍ?１?Ｅｆｅｄｒｅｎ?ｉｍａｇｅ?１??图２．１试验用Ｎｉ－Ｃｒ合金钎料ＳＥＭ图??ｌｉＨｉ??：０?１?２?３?４?Ｓ?６?？?Ｓ?９?１０??ｆ?ｕｌ?Ｓｚｍ?３２３９?ｃｔｓ?Ｃｕｒｓｏｒ．?０．ＤＣＯ?ｋｅＶ??图２．２试验用Ｎｉ－Ｃｒ合金钎料能谱分析??２．３．２金刚石磨粒和基体的选择??（１）金刚石磨粒的选择??金刚石是一■种晶体结构为等轴面心Ａ／Ｌ方晶系的单质碳，具有极尚的硬度、局导热性??和低热膨胀系数及抗磨损、抗腐蚀和化学稳定等优良性能。在氧气氛围中对金刚石进行??加热，当温度达到７２０°Ｃ？８００°Ｃ，金刚石会发生燃烧，在空气中这一温度为８５０°Ｃ？１０００°Ｃ。??在无氧环境下，当温度达到１６００°Ｃ？１８００°Ｃ，金刚石会发生石墨化。在惰性气体氛围中，??环境温度超过２１００°Ｃ时，金刚石才会石墨化。对存在杂质、缺陷的金刚石进行加热操作??时，金刚石常常会出现爆裂性损伤。而杂质、缺陷少的高品质金刚石能够加热到??１８００°Ｃ？１８５０°Ｃ，并且不仅不会对其造成破坏，而且还能消除其内部的应力。??金刚石工具生产加工过程中对金刚石磨粒的耐磨性等性能具有一定的要求，结合光??１２??

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【参考文献】：
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本文编号：3585076