金刚石钎焊用Sn-Cu-Cr活性钎料合金的开发研究

发布时间：2024-04-11 23:39

　　金刚石工具在加工陶瓷、石材和硬质合金等难加工材料方面的到了广泛的应用。活性钎焊是其中一种有前景的金刚石工具制造技术,它有效弥补了烧结法和电镀法制备的金刚石工具的不足。但是,钎焊过程中的高温及相关的热损伤导致了金刚石机械性能和连接强度下降,造成加工过程中磨粒的非正常磨损严重。这一问题限制了钎焊金刚石工具的性能和应用范围。据此,本课题针对高温钎焊的金刚石热损伤问题,开发了新型金刚石焊接用低温Sn-Cu-Cr活性钎料合金。基于使用Sn-Cr二元合金的润湿性研究,确定钎焊温度以确保对金刚石的适当润湿,同时使热损伤最小化。此外,合金成分是基于钎焊温度以及机械性能设计的。对比研究表明,开发的Sn-Cu-Cr合金可以与金刚石形成可靠结合,并提高金刚石机械性能,可以作为开发高性能钎焊金刚石工具的有效手段。具体而言,本论文所包含的研究工作可归纳如下:1.在真空炉中进行Sn-Cr合金/CVD金刚石升温和等温润湿实验,研究不同Cr含量和温度对的元素Cr在CVD金刚石上润湿性的影响,及其润湿机理。2.根据润湿实验结果,确定了低温活性钎料合金性能基本要求,开发设计具有适当力学性能和凝固性质的的Sn-Cu-Cr低...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 钎焊金刚石的研究现状
    1.2 钎焊金刚石存在的问题及现有解决措施
    1.3 课题研究目的及意义
    1.4 课题拟进行的主要研究思路及内容
第2章 实验方法与材料
    2.1 Sn-Cr 合金在金刚石上的润湿实验
        2.1.1 润湿实验内容与材料
        2.1.2 界面微观结构与物相分析
    2.2 Sn-Cu-Cr钎料检测
        2.2.1 钎料合金样品的熔炼与制备
        2.2.2 钎料合金微观组织与性能检测
    2.3 Sn-Cu-Cr与 Ni-Cr-P钎料钎焊金刚石的对比实验研究
        2.3.1 金刚石与钎料界面微观结构及物相对比分析
        2.3.2 钎焊金刚石的热损伤对比实验
第3章 Sn-Cr合金在金刚石上的润湿行为研究
    3.1 引言
    3.2 Sn-Cr合金在金刚石上的润湿性及铺展动力学
        3.2.1 Cr含量对润湿性的影响
        3.2.2 温度对润湿性的影响
        3.2.3 铺展动力学
    3.3 Sn-Cr合金在金刚石上的界面反应
        3.3.1 Cr含量对界面反应的影响
        3.3.2 温度对界面反应的影响
        3.3.3 Cr₇C₃ 形成的讨论
    3.4 Sn-Cr合金在金刚石上的润湿过程
    3.5 本章小结
第4章 Sn-Cu-Cr钎料合金成分设计与性能检测
    4.1 引言
    4.2 Sn-Cu-Cr合金成分设计
        4.2.1 低温钎料合金的基本要求
        4.2.2 Sn-Cu-Cr钎料合金组元含量的设计
    4.3 Sn-Cu-Cr钎料合金微观组织与性能检测
        4.3.1 钎料合金的微观组织形貌与物相分析
        4.3.2 钎料合金的熔化温度
        4.3.3 钎料合金的显微硬度
    4.4 最佳配比选择
    4.5 本章小结
第5章 Sn-Cu-Cr与 Ni-Cr-P钎料钎焊金刚石对比实验研究
    5.1 引言
    5.2 钎焊金刚石磨粒宏观形貌
    5.3 金刚石与钎料界面组织分析
        5.3.1 金刚石与钎料界面元素分布
        5.3.2 金刚石与钎料界面反应产物形貌与物相分析
    5.4 钎焊金刚石的热损伤表现形式分析
        5.4.1 金刚石化学侵蚀坑洞
        5.4.2 金刚石石墨化分析
        5.4.3 残余应力初步分析
    5.5 钎焊金刚石的冲击韧性
    5.6 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果



本文编号：3951322