磨粒预钎焊金刚石工具的加工性能研究

发布时间：2017-09-24 03:05

  本文关键词：磨粒预钎焊金刚石工具的加工性能研究

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【摘要】：本文针对传统的金刚石磨轮节块中胎体结合剂对金刚石磨料的把持力低,金刚石磨料易脱落,金刚石磨轮寿命不长等缺点。采用高温钎焊技术对金刚石磨粒表面预先进行金属化处理的工艺(即金刚石磨粒预钎焊工艺)制作了预钎焊金刚石和预钎焊金刚石磨轮。通过ANSYS有限元仿真研究了工具加工时金刚石表面预钎焊层对节块单元体应力大小和分布状态的影响规律。通过加工性能测试获得了预钎焊金刚石磨轮的加工性能变化规律,并与仿真结果的变化趋势一致。具体工作容如下:(1)制作了铜锡钛合金钎料预钎焊金刚石,通过静压强度测试和节块抗弯强度测试,确定其最佳增重系数为6.4%。制作了铜铈合金镍铬合金复合钎料预钎焊金刚石,通过静压强度测试确定混合钎料中镍铬合金粉含量为30%时,金刚石强度损失较小。对预钎焊金刚石进行X射线衍射和扫描电镜分析,研究金刚石表面生成物的物相以及碳化物的厚度规律;(2)确定了预钎焊金刚石磨轮的制作工艺,利用预钎焊金刚石和常规金刚石制作了若干组开槽磨轮;(3)通过ANSYS有限元仿真研究了工具加工时金刚石浓度、金刚石有无预钎焊层、预钎焊层厚度、金刚石不同的出露高度等对节块单元体应力大小和分布状态的影响规律;(4)对制作的不同类型金刚石磨轮进行加工性能试验。分析了金刚石浓度、金刚石有无预钎焊层、金刚石不同的预钎焊层厚度、金刚石表面不同的预钎焊层类型对金刚石磨轮锋利度和寿命的影响。
【关键词】：预钎焊 加工性能 金刚石磨轮 仿真 锋利度 寿命
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG454;TG74
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-11
• 注释表11-12
• 第一章 绪论12-19
• 1.1 金刚石工具分类12-13
• 1.2 金属结合剂金刚石工具13-16
• 1.2.1 烧结金刚石工具13-14
• 1.2.2 电镀金刚石工具14-15
• 1.2.3 单层钎焊金刚石工具15-16
• 1.3 金刚石的表面金属化16-18
• 1.3.1 金刚石表面镀覆技术16-17
• 1.3.2 预钎焊技术17-18
• 1.4 本文的研究意义和主要内容18-19
• 1.4.1 本文的研究意义18
• 1.4.2 本文准备展开的主要研究内容18-19
• 第二章 金刚石预钎焊技术及金刚石磨轮的制作工艺19-38
• 2.1 预钎焊金刚石磨粒的制备19-22
• 2.1.1 金刚石磨粒的选择19
• 2.1.2 钎料合金的选择19-21
• 2.1.3 金刚石磨粒预钎焊流程21
• 2.1.4 真空炉预钎焊金刚石工艺21-22
• 2.2 Cu-Sn-Ti合金钎料预钎焊金刚石制备及分析22-27
• 2.2.1 静抗压强度测试方法23-24
• 2.2.2 节块抗弯强度测试方法24
• 2.2.3 预钎焊金刚石的增重系数的确定24-26
• 2.2.4 预钎焊金刚石的理化分析26-27
• 2.3 Ni-Cr合金钎料预钎焊金刚石制备及其分析27-30
• 2.3.1 混合钎料中镍铬合金钎料含量的确定28
• 2.3.2 金刚石静压强度测试28-29
• 2.3.3 预钎焊金刚石的理化分析29-30
• 2.4 预钎焊金刚石磨轮的制备30-37
• 2.4.1 预钎焊金刚石用量31-32
• 2.4.2 胎体结合剂的选择32-33
• 2.4.3 混料工序33
• 2.4.4 还原工序33-34
• 2.4.5 烧结工序34-36
• 2.4.6 焊接工序36
• 2.4.7 后处理工序36-37
• 2.5 本章小结37-38
• 第三章 预钎焊金刚石单元体的加工性能仿真38-53
• 3.1 加工过程中金刚石的受力38
• 3.2 金刚石浓度的影响38-41
• 3.3 金刚石有无预钎焊层的影响41-46
• 3.4 预钎焊层厚度的影响46-47
• 3.5 金刚石出露高度的影响47-51
• 3.6 本章小结51-53
• 第四章 预钎焊金刚石磨轮加工性能试验53-63
• 4.1 加工对象和加工设备53-54
• 4.2 常规金刚石磨轮加工性能试验54-56
• 4.3 Cu-Sn-Ti钎料预钎焊金刚石磨轮加工性能试验56-59
• 4.4 Ni-Cr钎料预钎焊金刚石磨轮加工性能试验59-61
• 4.5 本章小结61-63
• 第五章 总结和展望63-65
• 5.1 本课题取得的研究成果63-64
• 5.2 本课题的展望64-65
• 参考文献65-69
• 致谢69

【参考文献】

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本文编号：908980