铜基超硬珩磨油石的制备及其力学性能研究

发布时间：2017-12-11 00:29

  本文关键词：铜基超硬珩磨油石的制备及其力学性能研究

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【摘要】：珩磨作为一种高切削效率的工艺,现在已经普遍应用到了内孔扩孔,抛光等工作中。珩磨油石作为珩磨工具中的重要部件,其力学性能对珩磨加工的效率有很大的影响。因此,如何提高珩磨油石的性能,进而提高珩磨加工效率,已经成为很多企业需要解决的问题。珩磨油石由基体与磨粒两部分通过热压烧结制备而成,并靠内部硬的磨粒材料完成切削工作,而基体则起到固定磨粒的作用。金刚石、CBN等材料因其超高的硬度,与较好的化学稳定性现在已广泛作为磨粒材料的用于制造珩磨油石。但国产的珩磨油石在工作中,普遍存在磨粒与基体的附着力不够,磨粒易于脱落,且珩磨油石的磨粒脱落后,基体无法快速的被磨损,导致磨削效率降低等问题。本研究主要以金刚石或CBN为磨粒,以铜合金为基体,通过热压烧结来制备珩磨油石,主要考察铜合金基体成分、磨粒体积分数和烧结温度等工艺对珩磨油石的致密度、抗弯强度、硬度、微观组织和相组成的影响,并通过摩擦磨损实验来判断其加工能力。通过实验研究发现,基体样品的致密度、抗弯强度、硬度均随着烧结温度的升高而增加。当Co含量提高时,基体样品的抗弯强度与硬度均有所增加,且富Co相增多,Cu-Sn相填充在富Co相中。当加入Ti元素时,Ti容易发生团聚,使得基体样品的抗弯强度下降。在烧结温度较低时,Ag易发生团聚,随烧结温度升高,Ag团聚的现象减弱,部分Ag固溶至Cu-Sn相中,从而增强基体材料的性能。当基体中磨粒(金刚石或CBN)的体积分数升高时,珩磨油石的硬度上升,致密度、抗弯强度下降。当磨粒(金刚石或CBN)经过表面处理过以后,珩磨油石的致密度、抗弯强度均获得提升,尤其是金刚石磨粒而言,经过表面镀钨之后时,珩磨油石的抗弯强度,致密度均获得显著提升,但硬度略有下降。通过不同试样的断口照片可以观察出,当烧结温度较低时,珩磨油石试样的断裂形式主要以脆性断裂为主,断裂路径主要沿着磨粒和基体界面扩展。当烧结温度较高时,基体的断裂形式主要为韧性断裂,磨粒脱落的现象减少,部分磨粒发生断裂,这说明温度升高时,基体内的结合力以及基体与磨粒之间的结合力均获得提升。通过耐磨实验的结果可以看出,镀钨金刚石的珩磨油石试样在磨粒体积分数为15%时磨耗比达到了0.732。使用金刚石、CBN以及Ti-CBN磨粒的试样在磨粒体积分数为10%时分别为0.825、0.813、0.796。从珩磨油石试样磨痕形貌可以看出在使用镀钨金刚石的珩磨油石试样中,大部分磨粒在磨损后仍镶嵌在基体内,少部分磨粒因磨损的原因断裂。对于使用BN以及Ti-CBN磨粒的试样,磨粒断裂脱离基体的现象较多。
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG745

【参考文献】

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本文编号：1276507