组分对金刚石工具铁基结合剂力学性能的影响_肖长江王海阔栗正新尚秋元朱玲艳

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金刚石表面处理对铜基结合剂金刚石节块性能的影响

8ft Vol.53No.l1Nov.2020金刚石表面处理对铜基结合剂金刚石节块性能的影响朱振东，肖长江，栗正新(河南工业大学材料科学与工程学院，河南郑州450001)［摘要］为了验证金刚石表面处理对金属结合剂与金刚石间的把持力的影响，将人造金刚石、表面镀Ni金刚石和用MnC>2刻蚀的金刚石加入到铜基结合剂中，用热压烧结法得到铜基结合剂金刚石节块，测试了节块的密度、硬度和抗弯强度，用扫描电镜(SEM)对节块断口的微观形貌进行了观测。

结果表明：与表面未处理金刚石相比，表面处理对节块的硬度影响不大，但能使节块的抗弯强度提高。

SEM分析表明：镀覆金刚石表面镀层能使金刚石与铜基结合剂的结合更紧密，而表面刻蚀的金刚石和结合剂之间能形成锚定结合，提高两者间的结合力。

［关键词］金刚石；铜基结合剂；襟镀层；Mr!。

？刻蚀；力学性能；微观结构［中图分类号］TG732；TQ153［文献标识码］A［文章编号］1001-1560(2020)11-0084-04Effect of Diamond Surface Treatment on Properties of Cu-Matrix Bonded Diamond BitsZHU Zhen-dong,XIAO Chang-jiang,LI Zheng-xin(School of Materials Science and Engineering,Henan University of Technology,Zhengzhou450001,China)Abstract:In order to verify the influence of diamond surface treatment on the holding force between the metallic bond and diamonds,the diamonds with different surface treatment(raw diamond,Ni-coated and MnO2-etched)were added to the Cu-matrix bond,and the Cu-matrix bonded diamond bits were obtained by a hot-pressing sintering method.Moreover,the density,hardness and flexural strength of the bits were measured,and the fracture morphology of the bits was observed by scanning electron microscope(SEM).Results showed that compared with the raw diamond,the surface treatment of the diamond had a small effect on the hardness,while the flexural strength of the bits could be improved to a certain extent.The SEM image analysis indicated that the coating on the surface of diamond could make the stronger bond between diamond and Cu-matrix,and the aiming combination between etched diamond and Cu-matrix was formed,which could effectively improve the bonding force.Key words:diamond；Cu-matrix binder；Ni-coating；MnO2etching；mechanical properties；microstructure0前言金刚石具有硬度高、强度大、耐磨损、抗腐蚀、绝缘性好和传热系数高等优点，使其在超硬材料、磨料磨具等诸多领域具有广阔的应用价值⑴。

钒对金刚石工具新型铜基结合剂组织和性能的影响

钒对金刚石工具新型铜基结合剂组织和性能的影响
吴颖;朱曾涛
【期刊名称】《云南民族大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2016(025)004
【摘要】通过抗弯强度测试、显微硬度和扫描电镜研究新型铜基结合剂CSF中添加V元素后组织和性能的影响.结果表明:强碳化物形成元素V可与金刚石发生界面反应,富集于金刚石表面,当V质量分数低于4％时,可通过固溶强化显著提升胎体的硬度以及胎体对金刚石的把持力,且把持力随着V的增加而增加;当V质量分数超过4％时,胎体组织不均匀,性能降低,对金刚石的把持力下降.
【总页数】3页(P322-324)
【作者】吴颖;朱曾涛
【作者单位】四川文理学院物理与机电工程学院,四川达州635000;达州市经济和信息化委员会,四川达州635000
【正文语种】中文
【中图分类】TQ164;TG74
【相关文献】
1.稀土Ce对新型铜基结合剂金刚石节块性能的影响 [J], 吴颖
2.新型铜基结合剂金刚石磨边轮磨削性能的研究 [J], 吴颖
3.新型金刚石工具铜基结合剂及其性能 [J], 国庆
4.新型铜基结合剂金刚石锯片组织和性能的研究 [J], 吴颖;蒲飞;张小安;杨峰
5.镀附钛,钼,钨金刚石与铜基合金结合剂工具的结构性能研究 [J], 王艳辉;院兴国
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《金刚石与磨料磨具工程》2021年总目次

2021年12月第6期第41卷总第246期金刚石与磨料磨具工程D i a m o n d &A b r a s i v e s E n g i n e e r i n g D e c .2021N o .6 V o l .41 S e r i a l 246‘金刚石与磨料磨具工程“2021年总目次2021年第1期(总第241期)M P C V D 金刚石的制备与应用研究进展马志斌(1) 基于孕镶金刚石颗粒的硬质合金基底的预固晶预处理新方法简小刚,马千里,唐金垚,等(5) 沉积气压对金刚石膜微米纳米结构转变的影响范冰庆,王传新,徐远钊,等(12) 钨表面激光处理对金刚石膜附着力的影响黄逸豪,马志斌(17) 用于六面顶压机的2种叶蜡石成分及传压性能对比江明全,王义鹏,杨功章,等(21) 新型组装方式烧结纯P c B N 材料邓福铭,王浩,宋美娇,等(27) N i –C r 合金钎焊镀W 金刚石的微观结构分析苏仕超,肖冰,王树义,等(32) S L S 和F D M S 制造超薄金刚石锯片对比研究张绍和,苏舟,刘磊磊,等(38) C V D 金刚石刀具微铣削A A 356铝合金的磨损分析张亚博,白清顺,何欣,等(44)单颗磨粒划擦S i C f /S i C 陶瓷基复合材料的试验研究周雯雯,王建青,赵晶,等(51)超声振动螺线磨削砂轮表面的功率谱密度分析王秋燕,梁志强,白硕玮,等(58)18C r N i M o 7–6钢高速外圆磨削残余应力和硬度的试验分析张银霞,原少帅,王子乐,等(65) 基于动态惯性权重粒子群算法的磨削低能耗加工方法张昆,田业冰,丛建臣,等(71) 基于机器视觉的滚抛磨块缺陷检测方法贾坡,田建艳,杨英波,等(76) 1,2,4三氮唑和苯并三氮唑对316L 不锈钢化学机械抛光的影响王浩,陈国美,倪自丰,等(83) 磨粒半径对金刚石研磨加工影响机制的仿真研究张桐齐,岳晓斌,雷大江,等(89) 基于热性能分析的P D C 切削齿选型试验研究王传留(95) 中国超硬材料行业2019年运行情况孙兆达,李志宏,赵兴昊,等(101)2021年第2期(总第242期)超硬磨具发展情况栗正新(1) 微波诱发热爆法制备钛铝碳结合剂金刚石复合材料代振,张旺玺,梁宝岩,等(4) 热力耦合下轴向旋转热管砂轮的强度分析姜华飞,陈佳佳,傅玉灿,等(9) 单层C B N 砂轮感应钎焊温度的优选方法研究李奇林,丁凯,雷卫宁,等(17) 金刚石工具用适配型C u S n Z n N i 预合金粉末的研制于奇,马佳,龙伟民,等(23) 静态高压国内外最新进展王义鹏,寇自力,江明全(28) 金刚石合成过程中放炮现象的分析及预警刘乾坤,何文江,杜欢龙,等(35) 低功率M P C V D 制备金刚石薄膜朱海丰,王艳坤,丁文明,等(39) 高导热金刚石/铝复合材料的真空热压制备徐洋,沈维霞,范静哲,等(46) 金刚石–W C –C o 复合材料的高温高压合成杨亚楠,王海阔,侯志强,等(53) 金属/金刚石复合磨料在树脂磨具中的应用刘恒源,徐三魁,韩志静,等(59) 电镀金刚石线锯表面磨粒分布密度的多相机视觉检测赵玉康,毕文波,葛培琪(64)P C B N 刀具高速切削淬硬钢材料的研究叶智彪,江文清,罗涛(69)金刚石与磨料磨具工程总第246期胎体组分对热压孕镶金刚石钻头胎体腐蚀磨损性能的影响刘志江,姚远基,王文正,等(75) 钇铝石榴石晶体化学机械抛光液成分优化研究张自力,金洙吉,慕卿,等(82) 基于响应曲面法的304不锈钢化学机械抛光工艺参数优化刘海旭,武庆东,曹潇俊,等(89) 铸件浇冒口砂轮自适应切割王维信,孟广耀,王哲,等(96)2021年第3期(总第243期)砂轮修整技术的发展崔仲鸣(1) 基于磨削法的金刚石磨料工具精密修磨技术崔仲鸣,冯常财,庄召鹏,等(5) 金刚石砂轮的E C D 修锐和整形研磨及其对硬脆材料的加工康喜军,田牧纯一,久保明彦,等(12) 六方氮化硼直接转化合成多晶立方氮化硼的研究王永凯,位星,王大鹏,等(19) 聚晶金刚石的研究进展与展望邹芹,向刚强,王瑶,等(23) 绕丝结构砂轮磨削沟槽结构化表面唐成志,吕玉山,李兴山,等(33) 3D 打印金刚石工具的研究进展张云鹤,黄景銮,宋运运,等(40) 陶瓷结合剂研磨盘制备及研磨蓝宝石性能研究路家斌,聂小威,阎秋生,等(48) 单晶硅裂纹萌生的刻划深度研究陈自彬,葛梦然,毕文波,等(55) 金刚石线锯切割碳化硅陶瓷的机理与工艺研究陈勇彪,张松辉,张晓红,等(60) 增强纤维对超薄超硬树脂砂轮切割偏摆问题的影响杜晓旭,李大水,李彩虹,等(68) 基于金刚石固结磨具的圆柱滚子高效研磨工艺研究雷阳,杨晓光,冯凯萍,等(74) 5G 覆铜板叠层复合材料高效切磨工艺试验研究高航,杨勇,许启灏,等(82) 静电雾化微量润滑粒径分布特性与磨削表面质量评价贾东洲,张乃庆,刘波,等(89)2021年第4期(总第244期)再制造加工技术的研究进展刘文浩,陈燕,周睿,等(1) 航空发动机叶片再制造技术的应用及其发展趋势李文辉,温学杰,李秀红,等(8) 面向再制造的高能束射流清洗技术综述李博,郑文光,黄军,等(19) 垂直排列石墨烯纳米金刚石复合材料的制备及其导热性能研究杨晨光,成晓哲,穆云超,等(25) 石墨烯/纳米金刚石复合电极性能研究张金辉,李敬,郁建元(31) 六面顶压机合成过程中线性卸压机构的设计与应用王本亮,熊莎莎,冯晓鹏,等(36) F e 基胎体中添加Z n 粉后的金刚石磨边轮组织及性能孙为云,孙长红,康杰,等(45) 结合剂强度和不同镀层对金刚石工具出刃高度的影响朱振东,张作栋,栗晓龙,等(53) 磨粒有序排布曲面砂轮设计及磨削性能实验研究李瑞昊,石广慧,黄辉(58) 钎焊C B N 砂轮与陶瓷C B N 砂轮磨削粉末冶金高温合金的加工性能对比研究张曦,李本凯,丁文锋(64) 刚玉砂轮缓进深切磨削K 444镍基高温合金研究刘爽,李敏,丁文锋,等(72) 氮化硅陶瓷轴承外圈磨削的双目标工艺优化谢天舒(82) 基于不同纳米划痕顺序的6H –S i C 单晶片材料去除机理研究郜伟,张银霞,黄鹏举(92) 不锈钢打磨砂带用酚醛树脂关键参数测试与分析邢波,赵金坠,宋运运,等(98)29第6期‘金刚石与磨料磨具工程“2021年总目次2021年第5期(总第245期)特种加工技术在再制造领域中的应用与发展牛梓源,陈燕,张泽群,等(1) 钎涂金刚石在盾构刀具再制造中的应用吴奇隆,张雷,孙华为,等(9) 纳米金刚石粒径对N i –P 化学复合镀层耐磨性和耐腐蚀性的影响向春彦,张凤林,王健,等(14) F e -B -C 体系金刚石单晶的高温高压制备与表征徐洋,张壮飞,黄国峰(21) N 掺杂石墨化纳米金刚石超级电容器电极材料性能张金辉,李敬,郁建元,等(26) 铜化学机械抛光的弱缓蚀剂研究徐浩,宋恩敏,卞达,等(32) 铝粉改性低温陶瓷结合剂的性能研究王延铭,侯永改,夏学锋,等(40) G H 4169超声辅助磨削表面完整性研究韩璐,康仁科,张园,等(46) C F R P 砂轮与钢基体砂轮高速磨削过程中的动力学特性杨淮文,冯伟,朱建辉,等(52) 微粉金刚石钎焊砂轮磨削氧化铝陶瓷的磨削力和表面粗糙度特征李全城,沈剑云,黄国钦(59) 砂带磨削接触压强模型分析与实验王亚杰,黄云(65) 金刚石涂层刀具加工石墨的切削性能陈守峰,王成勇,郑李娟,等(70) 镍–硼/金刚石超薄切割片的制备与性能张兰,宋文韬,李纳,等(77) 金刚石薄圆锯片基体的磨削工艺参数优化邱陆一,王秋燕,白硕玮,等(84) 基于剪切增稠液的高速钢铣刀刃口修整王明海,张静波,龙志凯,等(89) 基于机器人平台的固结磨料工具抛光叶片路径规划刘纪东,徐成宇,朱永伟(95)2021年第6期(总第246期)金刚石表面石墨烯的制备及应用研究进展余威,栗正新(1) 机匣零件气道面及支板面的机器人磨抛加工曾庆双,郭皓邦,李鼎威(7) 基于环境模型优化的机器人磨抛阻抗控制王竞航,彭云峰(12) 钛合金材料页轮磨抛材料去除深度模型胡智杰,曹诗宇,黄文健,等(18) 孔隙密度对化学气相沉积泡沫金刚石导热性能的影响李崧博,于杨磊,焦增凯,等(24)M P C V D 法制备金刚石膜的工艺李思佳,冯曙光,郭胜惠,等(31) 保温时间对P r 6O 11刻蚀金刚石单晶的影响朱振东,马金明,陈冰威,等(38) 采用旋转电极的金刚石表面镀镍方法及工艺张杨,崔仲鸣,冯常财,等(44) T i H 2对C u 60Z n 40合金结合剂结构和性能的影响韩平,刘恒源,徐三魁,等(51) 基于灰色关联理论的R B –S i C 陶瓷电火花机械复合磨削工艺参数优化黄书强,魏宗泽,饶小双,等(56) 基于逐步回归分析法的表面粗糙度预测张家有,宋万万,白玉珍,等(63) 径向振动匹配层换能器的设计参数及模态优化郭帅宏,李军,王欢涛(68) 电镀金刚石线锯使用性能的试验研究张晨政,葛培琪,陈自彬,等(74) 磨料质量分数对磨硅片用金刚石砂轮磨削性能的影响骆苗地,赵金伟,丁玉龙,等(80) 不同斧型钻齿切削刃角下的破岩方式李尚劼,赵星,黄继庆,等(85)39。

金刚石工具的性能、应用研究与进展

同设计与加工制造出不同排列与间距工具；并且
刀头上垒剐石颗粒有序排列等距成行分布，显著砸长ｒ盘刚石钳片的使用寿命，提高了锯切教率。
Ｓ
制造过程较为简单；资金投人量少；金刚石的出刃
度高。根据测定．电镀金刚石磨具的金刚石出刃
Ｐ叶ｕｎ等人的试验研究Ⅲ，用有序排州金刚
石颗粒锯片对花岗石进行切边修整．与金刚石颗
３．５２
纯金刚石高ＰＣＤ于２—３倍约７００℃ 差
３．５１
含钻等粘结剂成分与金刚石颗粒有关约５００较好
４．１ｏＣ
差
１０００—２２００３．４
略差
７５０～１５００５．５
较好
５６０６．９
应用场合
精驾淼黔鼍㈣’粗躲黜。
和金刚石厚膜涂层（ＴＤＦ）工具两种。
２．３．１
ＳＤ工具是金刚石工具中最耐磨的材料。它本身质地细密，经过精细研磨，切削刃的刃口圆弧半径可小到０．０１～０．００２
Ｓｔｕｄｙ
ｏｎ
ｍａｃｈｉｎｉｎｇｏｆ
ｐｏｓｉｔｅｓ［Ｊ］．ＪｏｔＬｒｌｌａｌ
ｏｆｍａｔｅｒｉａｌｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
ｃａｒｂｏｎ／ｐｈｅｎｏｌｉｃａｂｌａｔｉｖｅｔｏｍ－Ｔｅｃｈｎｏｌｏ－
ｇＹ，１９９９，８８（１—３）：４３—５０．
［９］柴津薇，王光祖．ＰＤＣ的制备技术及其参数对产品
特性的影响［Ｊ］．超硬材料工程，２００７，１９（６）：３７—
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｖｉｄｅｓ
ａ
ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄａｐｐｆｉｃａｆｉｏｎｓｏｆｔｈｒｅｅｔｙｐｅｓｏｆｄｉａ－
ｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｄｉａｍｏｎｄｔｏｏｌｓ．Ｒｅｓｅａｒｃｈ

普通磨料对铁基金属结合剂性能的影响

22普通磨料对铁基金属结合剂性能的影响王俊珂1 高秋菊2 1.郑州锅炉股份有限公司；2.白鸽磨料磨具有限公司【摘　要】通过真空烧结法制备含普通磨料（刚玉、碳化硅）的铁基金属结合剂试验条，研究普通磨料对样条的硬度、抗弯强度、抗冲击强度和磨耗比的影响规律。

结果表明：添加普通磨料后磨具样品的抗弯强度和抗冲击强度下降，硬度升高；分别由不添加普通磨料时的6.57 g/cm 3、HRB85.5、253MPa、113J/mm 2依次下降到添加普通磨料体积分数为40%时的5.31g/cm 3、HRB44.5、103MPa、99.5J/mm 2，分别下降了19.2%、48.0%、59.3%、11.9%。

且在相同的磨削条件下添加普通磨料能有效降低磨具的韧性，提高金属结合剂在磨具中的使用。

【关键词】铁基金属结合剂；普通磨料；机械性能；磨削性能一、实验1.主要原料：本实验以铁基结合剂为研究对象，添加不同粒度，不同质量分数的普通磨料，采用热压成型工艺进行烧结。

实验所用的主要原料及规格如表1所示。

表1　主要原料及规格原料密度ρg/cm3纯度（%）粒度尺寸d/μｍ生产厂家棕刚玉 3.9--郑州宏基研磨科技有限公司碳化硅 3.2--连云港黄河磨料有限公司Fe粉7.879875有研粉末新材料（北京）有限公司Cu-Sn 合金粉8.679875有研粉末新材料（北京）有限公司W粉19.39770有研粉末新材料（北京）有限公司（1）结合剂原料：Fe粉、Cu-Sn合金粉、W粉，配方中各体积分数分别为48%、45.5%、6.5%；（2）普通磨料：刚玉及金刚石分别加入的体积分数分别为30%、35%、40% 。

2.实验过程及方法。

实验工艺过程如图1所示。

图1　试验过程在铁基金属结合剂配方和普通磨料种类不变的前提下，分别在3组混合粉料中加入体积分数为30%、35%、40% 的棕刚玉和3组混合粉料中加入体积分数为 30%、35%、40% 的碳化硅，测试制备试样的抗弯强度、冲击强度、硬度、以及观察试样磨削后的形貌。

石墨烯对铁基金属结合剂金刚石磨具性能的影响

Sn content ( mass fraction) / %
A2
0. 2
90. 8
9. 0
A4
0. 6
A1
A3
A5
A6
0
0. 4
0. 8
1. 0
91. 0
90. 6
90. 4
90. 2
90. 0
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9. 0
9. 0
9. 0
9. 0
9. 0
大理石切割方面具有优异性能。何娟等 [11] 将 Sn 粉加入 Fe-Cu 合金样块,发现合金样块硬度提高,冲击韧性
和抗弯强度先增加后减小。高雅 [12] 将 Sn 粉加入金刚石磨具胎体,探究了不同比例的 Sn 粉对 Fe 基金刚石
磨具胎体组织及性能的影响。
然而,在金属结合剂金刚石磨具的磨削过程中,金刚石与结合剂之间不能同步磨损,由于金属结合剂胎
了约 21% 。
关键词:石墨烯; 铁基金属结合剂; 金刚石磨具; 抗弯强度; 热膨胀系数; 磨耗比
中图分类号:TQ330. 4 + 1
文献标志码:A
文章编号:1001-1625(2023)03-1048-06
Effect of Graphene on Performance of Fe-Based Metal
改善作用。石墨烯对合金磨削性能影响的研究主要集中于 TiAl、Ti 基合金等自润滑材料,而石墨烯对铁
基金属结合剂的影响,尤其是对铁基金属结合剂金刚石磨具微观结构及使用性能的影响鲜有报道。
本文采用超声 / 湿混法将石墨烯与 Fe-Co-Cu-Sn 合金粉混合均匀,使用热压烧结方法制备样块,研究不

不同Zn—Sn含量的铁基结合剂的耐磨性研究

不同Zn—Sn含量的铁基结合剂的耐磨性研究作者：肖长江朱玲艳张恒涛栗正新来源：《佛山陶瓷》2014年第03期摘要：本文在铁基结合剂中加入Zn和Sn含量分别为0%、2.5%、5%、7.5%、10%和10%、7.5%、5%、2.5%、0%；采用热压烧结制备出不同Zn和Sn含量的铁基结合剂样品，并对铁基结合剂样品的密度、硬度和耐磨性进行了测试。

实验数据表明：铁基结合剂中加入Sn 含量在2.5%左右，Zn含量在7.5%左右时，铁基结合剂的硬度最高，耐磨性最好。

关键词：铁基结合剂；Zn-Sn；热压烧结；耐磨性1 前言金属结合剂金刚石工具是目前应用最广泛的一种金刚石磨具，金属结合剂工具采用青铜、铁、钴、镍合金为主要结合材料，磨料把持强度相对较高，耐温导热性能好，耐用[1，2]。

在金属结合剂中，铁基结合剂因具有生产工艺简单、价格低廉；与金刚石具有较好的润湿性和较大的附着功；有较好的可成形性和可烧结性；有较适宜的力学性能等优点而被广泛应用。

但由于Fe粉很容易氧化，降低了粉末表面活性，从而影响烧结过程的进行，使实际烧结过程难以达到理想的烧结程度。

此外，Fe粉在高温下会对金刚石产生较严重的化学侵蚀作用，严重影响结合剂对金刚石的有效把持，导致Fe基金刚石圆锯片在锯切过程中金刚石容易脱落，锯片寿命短，从而阻碍了Fe基金刚石圆锯片的广泛使用，所以在铁基结合剂中还常常掺入加Sn、Zn、Co 和WC等成分来改善铁基结合剂的性能。

本文在铁基结合剂中加入Zn和Sn含量分别为0%、2.5%、5%、7.5%、10%和10%、7.5%、5%、2.5%、0%，采用热压烧结制备出不同Zn和Sn含量的铁基结合剂样品，并对铁基结合剂样品的密度、硬度和耐磨性进行了测试。

2 实验内容本文采用的原材料为300目的Fe粉，还原Ni粉以及WC粉，200目的Cu粉、Sn粉和Zn 粉，其具体的配方如表1 所示。

在配方中，Fe 、Ni、Cu粉和WC粉含量保持不变，改变Zn 和Sn的含量，但它们总的含量保持为10%，共5个配方。

铸铁粉末对铁基结合剂金刚石工具性能的影响

铸铁粉末对铁基结合剂金刚石工具性能的影响
左宏森;任瑛;翟焕焕
【期刊名称】《超硬材料工程》
【年(卷),期】2018(30)5
【摘要】利用热压法,通过改变铸铁粉末含量及不同的热压参数,分析了铸铁粉末的存在对金刚石工具力学性能的影响,并对铸铁成分对金刚石表面的侵蚀进行了观察.实验发现:在实验工艺条件下,铸铁粉末含量提高时,对结合剂的硬度影响较小,而抗折强度会下降.但通过提高温度可以明显提高结合剂的强度.经对金刚石节块试验和金刚石表面观察,铸铁粉末的加入可以降低铁对金刚石表面的侵蚀,提高结合剂对金刚石的结合力.
【总页数】4页(P31-34)
【作者】左宏森;任瑛;翟焕焕
【作者单位】河南工业大学材料科学与工程学院,郑州 450001;河南工业大学材料科学与工程学院,郑州 450001;河南工业大学材料科学与工程学院,郑州 450001【正文语种】中文
【中图分类】TQ164
【相关文献】
1.稀土对铁基结合剂金刚石节块性能的影响 [J], 邓相荣;肖长江;栗正新
2.表面镀覆对铁基结合剂金刚石节块性能的影响 [J], 肖长江;窦志强;栗正新
3.CeO_2对铁基结合剂镀Ni金刚石节块性能的影响 [J], 尚秋元;肖长江;栗正新;杨
德威;郭增印
4.组分对金刚石工具铁基结合剂力学性能的影响 [J], 肖长江;王海阔;栗正新;尚秋元;朱玲艳
5.烧结工艺对铁基结合剂金刚石节块力学性能的影响 [J], 肖长江;赵延军;尚秋元因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

金刚石工具铁基结合剂的应用及展望

；林增栋在青铜基
结合剂中加入 $&, - !&, 的铁合金用于钴头，效果较好 ) / * 。唐华生等人于 $"." 年公布了铸铁基金刚石磨轮的研究成果。到 "( 年代中期，由于金刚石工具价格下跌了 %(, - +(, ，因此，象钴基这种高价值的
作者简介 # 肖俊玲（，女，助理研究员。 $"%& ’ ）
)!*
!
研究与应用现状
近几年来，许多学者围绕着解决高温下铁对金
刚石的热浸蚀、提高结合剂与金刚石的结合强度，以及工具的自锐性等方面进行了大量研究，取得了不少成果，并成功地用于生产实践。现总结归纳为以下三个方面类型。 !0 $ 铸铁结合剂目前，市场上用于加工精密陶瓷的金刚石磨轮主要就是用铸铁结合剂。其主要成分是：灰口铸铁切
第 $. 卷第 $ 期 !((! 年 ! 月
湖南有色金属
23454 464789963: ;8<5=:
!"
・材
料・
金刚石工具铁基结合剂的应用及展望
肖俊玲，胡国程，丘定辉
（湖南省冶金材料研究所，湖南长沙摘 1$(($1 ）
对铁基结合剂的类别、合金化的特点及应要 # 简要地介绍了金刚石工具铁基结合剂的发展历史，
用现状进行了评述，并对铁基结合剂的发展作了展望。关键词 # 金刚石工具；铁基胎体；预合金中图分类号 # <>$1%0 / ? " 文献标识码 # 5 文章编号 # $((/ ’ &&1( （ !((! ） ($ ’ ((!" ’ (/
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前
言
结合剂工具，已不再适应市场竞争的需要，众多科研院所和金刚石工具生产厂家纷纷开展用铁基和铜基代替钴基的研究应用，以降低成本。但是，应该特别指出的是，钴和铁的晶体结构不同，与其它金属合金化的能力不同，合金化后的性能也不同。尤其是高温性能，钴具有良好高温硬性、热强性、抗高温氧化腐蚀力。因此，在研究以铁代钴时不能以它们常温下的性能来判别其工作性能。大量实践证明，合金化不当（的铁基结合剂存在着如下几方面的问题：烧结温 $）（度高、可控工艺范围窄、对烧结温度的要求严格； !）铁在热压烧结时很容易浸蚀金刚石，使胎体与金刚石表面形成一层疏松的石墨层，削弱胎体对金刚石的结合力，导致金刚石工具的切削效率下降和使用（铁粉活性很大，特别是细铁粉更容易寿命降低； /）氧化，含氧量接近 $, 的铁粉会严重影响烧结质量；（简单的以铁代钴胎体的耐磨性较低。因此，在研 1）究以铁代钴的胎体时，必须针对以上问题，通过合金化的方法或其它工艺技术方法予以解决，方能收到好的效果。

金刚石圆锯片用铁基结合剂的研究

金刚石圆锯片用铁基结合剂的研究
陈霞;李晨辉
【期刊名称】《金刚石与磨料磨具工程》
【年(卷),期】1999(000)001
【摘要】利用抗弯强度试验和扫描电镜对Ｆｅ基结合剂的力学性能和显微组织进行了较详细的研究，提出了改善铁基结合剂性能的方法。

实验结果表明：含Ｆｅ量大于４０％的结合剂对烧结温度很敏感，极易欠烧及过度浸蚀金刚石。

采用金刚石表面镀Ｎｉ－Ｃｏ－Ｗ－Ｐ或将Ｆｅ－Ｎｉ－Ｃｕ－Ｃ部分预合金化并加少量Ｃｏ的办法可有效提高结合剂对金刚石的把持力，减少Ｆｅ对金刚石的浸蚀。

部分预合金化并加入少量Ｃｏ的办法还可以提高结合剂的合金化程
【总页数】5页(P2-6)
【作者】陈霞;李晨辉
【作者单位】南京金刚石厂;中南工业大学粉冶所
【正文语种】中文
【中图分类】TU632.03
【相关文献】
1.金刚石圆锯片用铁基结合剂的研究 [J], 陈霞
2.铁基金刚石圆锯片胎体材料的研究 [J], 戴秋莲;吴惠贞
3.含铜、镍铁基金刚石金属结合剂制备中的草酸盐分解还原研究 [J], 卫志强;宋尚德;王晓栋;张征;李利民
4.不同Zn-Sn含量的铁基结合剂的耐磨性研究 [J], 肖长江;朱玲艳;张恒涛;栗正新
5.金刚石圆锯片用铁基与钴基结合剂之比较 [J], 关一凡;陈先
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一种铁基结合剂金刚石工具及其制备方法[发明专利]

专利名称：一种铁基结合剂金刚石工具及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：张凤林,陈家泓,刘伟,尹自强,王素娟
申请号：CN201711000853.5
申请日：20171024
公开号：CN107838416A
公开日：
20180327
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种铁基结合剂金刚石工具及其制备方法。

这种铁基结合剂金刚石工具包括结合剂和磨料；结合剂由70～90质量份FeO‑Al混合粉，5～25质量份Fe‑Si预合金粉，0.5～3质量份TiH粉，0.5～5质量份Fe粉，0.5～1质量份B粉和0.5～3质量份Si粉组成；磨料为金刚石，金刚石磨料占磨削工作层体积的5～25％。

同时也公开了这种铁基结合剂金刚石工具的制备方法。

本发明使用氧化铁与铝，加入其它结合剂，与金刚石磨料制成一种铁基金刚石工具，利用FeO‑Al原位反应的高放热焓为结合剂的烧结提供一定的能量，缩短烧结时间，减少Fe对金刚石的侵蚀作用，同时原位生成强化相，提高结合剂的力学性能。

申请人：广东工业大学
地址：510006 广东省广州市番禺区大学城外环西路100号
国籍：CN
代理机构：广州嘉权专利商标事务所有限公司
代理人：胡辉
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制备工艺对金属结合剂胎体抗弯强度的影响

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Ｒｅｓｅａｒｃｈ＆Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ
研究与探讨
制备工艺对金属结合剂胎体抗弯强度的影响
肖长江，朱玲艳．张恒涛，栗正新
（河南工业大学材料科学与工程学院，郑州４５０００１）
对结合剂的性能影响较大。
本文以铁基和铜基结合剂为原材料，研究其在不同的球磨时间和烧结温度下抗弯强度的变化，找出铁基和首先将各种金属粉准备好之后，按照配方将他们精
确称量后加入１．５ｍＬ无水乙醇作为过程控制剂：然后将
关键词：铁基结合剂；铜基结合剂；球磨时间；烧结温度；抗弯强度
铜基结合剂各自合适的烧结温度和球磨时间。
金属结合剂金刚石工具是目前应用最广泛的一种金
２实验内容
本实验所采用的金属粉末有Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、
图１热压烧结工艺瞌线
３结果与讨论
不同球磨时间和烧结温度下．铁基结合剂胎体的抗弯强度如图２所示。
剂不同的是，并不是有最高抗弯强度值的球磨时间在所有的烧结温度下都有较大的抗弯强度值。从图３中可以
看出，所有的样品在烧结温度为７２０℃ 时有最大的抗弯
为７３０℃ 、７６０℃ 、７９０℃ ；对于铜基结合剂，烧结温度分别为６６０℃ 、６９０℃ 、７２０℃ 、７５０℃ 、７８０℃ 。试样尺寸为３２ｍｍ￣４．５ｍｍ￣３ｍｍ。其具体烧结工艺如图１所示。

基于铝热反应的金属结合剂金刚石工具初探

`第31卷第5期超硬材料工程V o l.31S U P E R HA R D MA T E R I A LE N G I N E E R I N G O c t.2019 2019年10月췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍基于铝热反应的金属结合剂金刚石工具初探李明聪,陈家泓,黄耀杰,廖燕玲,赵轩,张凤林(广东工业大学机电工程学院,广东广州510006)摘要:文章探索了一种基于铝热反应的新型金属结合剂金刚石工具的制备方法,分析了铝热反应制备结合剂过程的反应合成机理,研究了热压烧结温度对铝热反应结合剂的相组成㊁微观结构㊁力学性能的影响㊂制备了铝热反应结合剂金刚石磨具,并测试了干㊁湿磨两种条件下磨削建筑陶瓷砖的加工性能㊂研究表明,F e2O3-A l复合粉体在1028.8ħ开始发生铝热反应,反应产物主要为F e㊁F e3A l相以及少量A l2O3及F e A l2O4(铁铝尖晶石)相,随着热压烧结温度的升高,F e A l2O4含量有所增加,结合剂的硬度㊁致密度和抗弯强度都随之升高㊂初步测试显示铝热反应结合剂金刚石磨具可以对建筑陶瓷砖进行加工,但工具耐磨性还存在不足㊂关键词:铝热反应;金刚石工具;烧结温度;磨削;建筑陶瓷中图分类号:T Q164文献标识码:A 文章编号:1673-1433(2019)05-0001-06P r e l i m i n a r y s t u d y o nm e t a l-b o n d e dd i a m o n d t o o l s b a s e d o na l u m i n o t h e r m a l r e a c t i o nL IM i n g-c o n g,C H E N GJ i a-h o n g,HU A N G Y a o-j i e,L I A O Y a n-l i n g,Z H A O X u a n,Z H A N GF e n g-l i n(S c h o o l o f M e c h a n i c a l a n dE l e c t r o n i cE n g i n e e r i n g,G u a n g d o n g U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y,G u a n g z h o u510006,C h i n a)A b s t r a c t:A u m i n o t h e r m i c r e a c t i o nw a s p r o p o s e d t o p r e p a r eam e t a l b o n dd i a m o n dt o o l i nt h e s t u d y.T h em e c h a n i s mo f t h e a l u m i n o t h e r m i c r e a c t i o no f t h i s b o n d i nh o t-p r e s s s i n t e-r i n gp r o c e s sw a s i n v e s t i g a t e d.T h e e f f e c t o f s i n t e r i n g t e m p e r a t u r e o n p h a s e c o m p o s i t i o n,m i c r o s t r u c t u r e a n dm e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f a l u m i n o t h e r m i c r e a c t i o nb o n dw a s e x a m i n e d.T h e g r i n d i n gp e r f o r m a n c eo f m e t a lb o n dd i a m o n dt o o lo nc e r a m i ct i l eo nd r y a n d w e tg r i n d i n g c o n d i t i o n sw a s a l s o t e s t e d.T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t a l u m i n o t h e r m a l r e a c t i o n i nh o t-p r e s s s i n t e r i n g o c c u r e d a t1028.8ħ.T h e r e a c t e d p r o d u c t s i n c l u d e dF e㊁F e3A l,A l2O3a n dF e A l2O4.T h ec o n t e n to fF e A l2O4w a s i n c r e a s e d w i t ht h e i n c r e a s eo f t h es i n t e r i n gt e m p e r a t u r e,w h i c h r e s u l t e d i n t h e r i s eo f h a r d n e s s,d e n s i t y a n db e n d i n g s t r e n g t ho f t h eb o n d.W i t h p r e l i m i n a r y t e s t s,T h e a l u m i n o t h e r m ic r e a c t i o nm e t a l b o n dd i a m o n d t o o lw a sq u a l i f i e d t o g r i n d t h e c e r a m i c t i l e s b u tw i t ha l o w w e a r r e s i s t a n c e.K e y w o r d s:A l u m i n o t h e r m a l r e a c t i o n;D i a m o n dt o o l s;S i n t e r i n g T e m p e r a t u r e;G r i n d i n g;C e r a m i c s t i l e s收稿日期:2019-08-20基金项目:国家自然科学基金项目资助(51775118)作者简介:李明聪,广东工业大学硕士研究生㊂通讯作者:张凤林,教授㊂E-m a i l:z h a n g f l@g d u t.e d u.c n引文格式:李明聪,陈家泓,黄耀杰,等.基于铝热反应的金属结合剂金刚石工具初探[J].超硬材料工程,2019,31(5):1-6.金属结合剂金刚石工具广泛应用于花岗岩㊁大理石㊁陶瓷㊁玻璃等硬脆材料的磨削㊁成型㊁切割[1,2]㊂按照结合剂主要合金元素可将金属结合剂金刚石工具分为钴基,镍基,青铜基,铁基等几种类型㊂钴的价格昂贵,且属于国家战略性物质,铁基结合剂由于价格低廉,经强化后可以获得较好的性能,因此以铁代钴制备金属结合剂金刚石工具是一个重要的趋势[3]㊂自蔓延高温合成是基于放热化学反应的基本原理,利用外部能量使反应物局部被点燃,形成燃烧波并放出热量,此后,反应在自身放出的热量支持下继续进行,直至反应完成[4]㊂刘明耀等以锡青铜为结合剂基础,通过添加铝㊁钛等活性元素,自蔓延烧结了金刚石砂轮,并与热压烧结法制备的金刚石砂轮进行了对比,发现能源消耗大幅降低,砂轮锋利性明显提高[5,6]㊂周玉梅等在N i-A l体系中加入金刚石磨料,研究了金刚石磨料对自蔓延反应过程的影响和自蔓延反应后金刚石的表面形貌及强度变化,结果表明,与N i-A l体系相比,金刚石N i-A l体系的燃烧波速度会降低33%,反应后金刚石的平均抗压强度降低23%[7,8]㊂张凤林等研究了马弗炉加热㊁真空炉加热和高频感应加热等不同加热方式对自蔓延烧结单层金刚石磨削工具的影响,指出感应加热法是N i -A l体系自蔓延制备单层金刚石磨具的最佳方法[9]㊂在N i-A l体系中加入N i-C r-P合金㊁C u 和B等混合粉做稀释剂,能够降低燃烧波速度和自蔓延反应温度,提高结合剂对金刚石磨粒的把持力,所制备的金刚石砂轮在磨削人造合成蓝宝石的试验中表现出了磨损率小等优点[10]㊂铝热反应是自蔓延反应中的特殊的一种形式,其中,A l-F e2O3是一种传统铝热剂,能量密度为3.71k J㊃g-1㊂反应式如下:3F e2O3+8A lң2F e3A l +3A l2O3[11],以往的研究多将铝热反应应用于焊接㊁粉末冶金㊁新材料合成㊁表面涂覆等领域[12,13,14],但目前利用铝热反应制备铁基金属结合剂金刚石砂轮的研究还比较少㊂因此本文尝试利用铝热反应合成F e -A l体系金属结合剂,旨在获得一种新型的金属结合剂金刚石工具制备的相关理论和方法,并初步对反应机制㊁烧结工艺及加工性能进行探索㊂1实验方法本文采用的原材料包括F e2O3粉㊁A l粉等,具体材料参数见表1㊂将摩尔比为3ʒ8的F e2O3粉和A l 粉置于行星式球磨机中进行混合球磨,球磨机的转速为250r/m i n,时间为5h,球料比为10ʒ1㊂然后将球磨后的粉末在250M P a的冷压压力下成坯,随后置于真空热压烧结炉内进行燃烧反应,炉内加热最高温度依次为930ħ㊁1030ħ㊁1130ħ㊁1230ħ,保温时间为25m i n,加热过程中炉内真空度不小于10-2P a,最后得到铝热反应金属结合剂㊂制备铝热反应金刚石工具时,在上述配方基础上加入微量S i㊁B㊁T i等元素优化结合剂性能,并通过高频感应加热线圈对铝热反应结合剂金刚石刀头与45钢基体进行焊接㊂表1原材料的参数T a b l e1 D e t a i l s o f r a w m a t e r i a l s化学品粒度纯度来源地F e2O3粉75μm>99.9%北京中金研新材料科技有限公司(C NM) A l粉75μm>99.9%北京中金研新材料科技有限公司(C NM) S i粉10μm>99.9%北京中金研新材料科技有限公司(C NM) B粉10μm>99.9%北京中金研新材料科技有限公司(C NM) T i H2粉45μm>99.9%北京中金研新材料科技有限公司(C NM)镀W金刚石35/40目-黄河旋风股份有限公司(河南)制备的金刚石工具结构见图1所示㊂差示扫描量热分析(D S C)使用德国N E T Z S C H 公司生产的S T A449F5型热重及同步分析仪,保护气氛为A r气,升温速率10ħ/m i n;用阿基米德排水法测试结合剂的致密度;在Q T-1166型万能材料试验机上采用三点弯曲方式测定其抗弯强度;使用H R-150D T电动洛氏硬度计测试其硬度;采用型号为S500Z1的日本(b r o t h e r)精机立式铣床进行工件表面磨削,加工过程转速4000r/m i n,进给速度95mm/m i n,磨削深度0.1mm,磨削工件为建筑陶瓷砖,再使用K i s t l e r9257B A压电晶体测力仪测量磨削力;使用X射线能谱仪(E D S)和X射线衍射(X R D)对铝热反应金属结合剂产物进行表征;采用扫描电子显微镜(S E M)观察结合剂㊁砂轮及工件的微观形貌㊂2超硬材料工程2019年10月图1 制备的金刚石工具结构示意图F i g.1 S c h e m a t i c i l l u s t r a t i o no f t h e s t r u c t u r e o f t h e p r e pa r e dd i a m o n d t o o l 2 实验结果与分析2.1 F e -A l 体系铝热反应D S C 分析图2为F e -A l 体系铝热反应过程典型的D S C 曲线㊂可以看出:高温下存在一个吸热峰和一个放热峰,其中在668.4ħ出现吸热峰,在1028.8ħ处出现放热,1043.7ħ形成一个较强的放热峰,668.4ħ对应于铝的熔化吸热,1028.8ħ开始发生铝热反应,达到1043.7ħ则反应发生较为完全㊂为获得铝热反应结合剂,热压烧结温度应该控制在1028.8ħ附近,为此,我们后续研究了不同温度热压烧结条件下结合剂的物相和力学性能㊂图2 铝热反应D S C 分析结果F i g .2 D S Ca n a l ys i s o f a l u m i n o t h e r m i c r e a c t i o n 2.2 热压烧结温度对铝热反应结合剂的影响图3是在不同温度条件下热压烧结燃烧反应产物的X R D 图㊂由图可知,930ħ热压烧结生成物有F e ㊁F e 3A l 相以及少许的A l 2O 3及F e A l 2O 4(尖晶石)相㊂但随着反应温度的提高,除了有F e ㊁F e 3A l 相外,F e A l 2O 4(铁铝尖晶石)相含量增加㊂说明随着温度的提高,反应能更加充分地进行㊂图3 不同烧结温度下铝热反应结合剂X R D 图谱F i g.3 X R D p a t t e r n s o f a l u m i n o t h e r m i c r e a c t i o n b o n du n d e r d i f f e r e n t s i n t e r i n g t e m pe r a t u r e 2.3 热压烧结温度对铝热反应结合剂力学性能的影响热压烧结温度对铝热反应结合剂的硬度㊁致密度和抗弯强度的影响如图4到图6所示㊂从图中可以看出,随着热压烧结温度的增大,结合剂的硬度㊁致密度和抗弯强度都随之升高㊂这与F e 2O 3的高熔点(1565ħ)有关,A l 在930ħ时已呈液相,随着烧结温度的提高,F e 2O 3流动性得到改善,其烧结致密度也因此提高,而烧结致密度对粉末冶金烧结制品的硬度和强度有明显的影响㊂同时反应愈充分就会生成更多的F e 3A l 硬度增强相,相应提高了结合剂的硬度㊂图4 热压烧结温度对铝热反应结合剂硬度的影响F i g .4 E f f e c t o f s i n t e r i n g t e m pe r a t u r e o nh a r d n e s s of a l u m i n o t h e r m a l r e a c t i o nb o n d3第31卷第5期李明聪等:基于铝热反应的金属结合剂金刚石工具初探图5 热压烧结后样品的致密度F i g .5 D e n s i t y o f s a m pl e s s i n t e r e d .2.4 铝热反应结合剂金刚石工具微观结构经上述研究优化,我们选择1230ħ作为热压烧结温度并制备了铝热反应结合剂金刚石工具,升温速率为10ħ/m i n ㊂为减少较高烧结温度对金刚石的弱化作用,使用了镀钨金刚石㊂图7a -b 为不同放大倍数下金刚石工具的断口形貌㊂从图中可以看出,金刚图6 热压烧结温度对铝热反应结合剂抗弯强度的影响F i g .6 E f f e c t o f s i n t e r i n g t e m p e r a t u r e o nb e n d i n g s t r e n gt h o f a l u m i n o t h e r m a l r e a c t i o nb o n d .石工具的断面无明显的裂纹㊁气孔等缺陷㊂结合剂呈细密的网纹结构,断面表现出了明显的脆性断裂特征㊂图8是金刚石工具中结合剂与金刚石结合界面的面扫描能谱图㊂从图中可以发现,A l 元素均匀地分布在金刚石周围㊂图7 1230ħ条件下真空热压制备铝热反应结合剂金刚石工件的S E M 照片F i g .7 S E Mi m a g e s o f d i a m o n d t o o lw i t ha l u m i n o t h e r m i c r e a c t i o nb o n da t t h e s i n t e r i n g t e m pe r a t u r e of 1230ħ图8 金刚石磨具样品结合界面E D SF i g .8 S E Mi m a g e s o f b o n d i n gi n t e r f a c eb e t w e e nd i a m o n d g r i t a n de l e m e n t 4超硬材料工程 2019年10月2.5 铝热反应结合剂金刚石工具的加工性能经测试,铝热反应结合剂金刚石工具的硬度为106.5H R B ㊂图9为铝热反应结合剂金刚石工具在干式和湿式条件下加工建筑陶瓷砖的磨削力对比图㊂其中F t ㊁F n ㊁F z 分别为切向力,法向力和轴向磨削力㊂由图中可以看出,湿磨的磨削力明显比干磨的低㊂2.6 被加工材料与金刚石工具表面形貌图10为加工前后陶瓷表面微观形貌㊂建筑陶瓷砖在干式磨削中主要以大块崩碎脆性去除为主,加工后表面质量较差,湿磨状态下,陶瓷砖表面质量提高,大块崩碎去除明显减少㊂干式磨削加工后陶瓷的表面粗糙度R a 为6.95μm ,湿式磨削加工后陶瓷的表面粗糙度R a 为3.14μm ,说明湿式加工有效的冷却和润滑在获得较低的磨削力的同时,也使得被加工材料脆性大块崩碎的现象减少,磨削表面质量更好㊂图9 铝热反应结合剂金刚石工具干式和湿磨加工磨削力F i g .9G r i n d i n g fo r c e o f d i a m o n d t o o l s o f a l u m i n o t h e r m i c r e a c t i o nb o n dw i t hd r y a n dw e t g r i n d i n g图10 磨削加工前后陶瓷表面S E M 照片F i g .10 S E Mi m a g e s o f c e r a m i c s u r f a c e :(a )r a wc e r a m i c t i l e ,(b )d r yg r i n d i n g ,(c )w e t g r i n d i n g图11为铝热反应结合剂金刚石工具干磨及湿磨后的表面形貌㊂由图可以看出,磨削中金刚石没有出现整颗脱落的现象,干磨状态下,结合剂容易出现裂纹,湿磨下也存在一些微裂纹,说明该类型结合剂的脆性较大,容易由于磨削应力和热应力出现裂纹;此外,工具整体耐磨性还存在不足,金刚石的出刃较低,也没有普通金属结合剂与金刚石之间形成的蝌蚪尾支撑结构,这一方面可能是因为反应热压烧结温度过高,导致即使经过镀钨,也会使金刚石出现明显弱化,从而出现金刚石强度降低,耐磨性差的情况,另一方面,由于结合剂硬度和脆性较大,不能有效地磨损使金刚石形成出露出刃,因此,对铝热反应结合剂金刚石工具的成分和制备工艺还需要进一步深入研究㊂图11 铝热反应结合剂金刚石工具磨损S E M 照片F i g .11 S E Mi m a g e s o f d i a m o n d t o o l sw i t ha l u m i n o t h e r m i c r e a c t i o nb o n d :(a )d r yg r i n d i n g ,(b )w e t g r i n d i n g5第31卷第5期李明聪等:基于铝热反应的金属结合剂金刚石工具初探3结论与展望初步探索了基于铝热反应的金刚石工具的制备方法,测试了工具的微观结构㊁力学性能及加工性能㊂主要结论如下:(1)在热压烧结的条件下,F e2O3-A l复合粉体在1028.8ħ开始发生铝热反应㊂在热压烧结过程中,随着温度的提高,F e A l2O4(铁铝尖晶石)含量有所增加,同时结合剂的硬度㊁致密度和抗弯强度随温度升高而增加㊂(2)制备的铝热反应结合剂金刚石工具初步测试可以对建筑陶瓷砖进行干式和湿式加工,但工具的耐磨性还存在不足㊂这种铝热反应结合剂金刚石工具还需要进一步对其成分和制备工艺进行深入研究㊂参考文献:[1] P e n g J,Z h a n g F,H u a n g Y,e t a l.P r e p a r a t i o n a n i c k e l-a l u m i n-i d eb o n d e dd i a m o n dt o o lb y s e l f-p r o p a g a t i n g h i g h-t e m p e r a t u r es y n t h e s i s a n d s t r e n g t h e n i n g b y n i c k e l-c h r o m i u m-p h o s p h o r u s a l-l o y a n dc o p p e r[J].I n t e r n a t i o n a l J o u r n a lo fR e f r a c t o r y M e t a l sa n dH a r d M a t e r i a l s,2019,82:100-109.[2] T i a nC,L i X,Z h a n g S,e t a l.S t u d y o nd e s i g na n d p e r f o r m a n c eo fm e t a l-b o n d e dd i a m o n d g r i n d i n g w h e e l s f a b r i c a t e db y s e l e c t i v e l a s e rm e l t i n g(S L M)[J].M a t e r i a l s&D e s i g n,2018,156:52-61.[3]李春月,罗亨萍,李炜.超细铁铜锡磷预合金粉在高铁基金刚石工具中的性能研究[J].超硬材料工程,2019(1):6-11. [4]殷声.燃烧合成[M].北京:冶金工业出版社,1999:1-2.[5]刘明耀,夏举学,邵俊永.自蔓延烧结金属结合剂金刚石砂轮及其制备方法.中国,C N101934501A,2010.08.[6]刘明耀,邵俊永,夏举学.自蔓延烧结一种节能降耗的超硬材料砂轮制备新技术[J].金刚石与磨料磨具工程,2011,31(1): 24-27.[7] Z h o uY M,Z h a n g FL,W a n g CY.E f f e c t o fN i–A l S H S r e-a c t i o no nd i a m o n d g r i t f o r f ab r ic a t i o no fd i a m o n dt o o lm a te r i a l[J].I n t e r n a t i o n a l J o u r n a l o f R e f r a c t o r y M e t a l s&H a r dM a t e r i-a l s,2010,28(3):416-423.[8]周玉梅,张凤林,王成勇.金刚石对N i-A l自蔓延反应过程的影响[J].金刚石与磨料磨具工程,2010,30(2):44-48. 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不同Zn-Sn含量的铁基结合剂的耐磨性研究

关键词：铁基结合剂；Ｚｎ — Ｓｎ；热压烧结；耐磨性
１前言
２．５％、５％、７．５％、１０％和１０％、７．５％、５％、２．５％、０％，采用热
压烧结制备出不同Ｚｎ和Ｓｎ含量的铁基结合剂样品．并
金刚石容易脱落，锯片寿命短，从而阻碍了Ｆｅ基金刚石工艺参数为烧结温度为７６０ｏＣ，压力为２０ＭＰａ，保温时间圆锯片的广泛使用，所以在铁基结合剂中还常常掺人加１０ｍｉｎ。『３１Ｓｎ、Ｚｎ、Ｃｏ和ＷＣ等成分来改善铁基结合剂的性能。
Ｒｅｓｅａｒｃｈ＆Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｌ
研究与探讨Ｉ
不同Ｚｎ — Ｓｎ含量的铁基结合剂的耐磨性研究
肖长江，朱玲艳，张恒涛，栗正新
（河南工业大学材料科学与工程学院，郑州４５０００１）
摘
要：本文在铁基结合剂中加入Ｚｎ和Ｓｎ含量分别为０％、
密度和硬度最高，所以磨损量最少其耐磨性相对较好。
１２３４５
序号
图１不ｌ司配方试样的密度
４结论
本文研究了在铁基结合剂中加入不同含量的Ｚｎ和
Ｓｎ对铁基结合剂样品的密度、硬度和耐磨性的影响。实验
２．５％、５％、７．５％、１０％和１０％、７．５％、５％、２．５％、０％；采用热压烧

镀钛对金属结合剂金刚石节块把持力的影响

镀钛对金属结合剂金刚石节块把持力的影响肖长江;栗晓龙;李娟;栗正新【摘要】以铁基和铜基为结合剂,分别加入表面未修饰金刚石和真空蒸发镀钛金刚石,在不同的烧结温度下热压烧结得到铁基和铜基结合剂金刚石节块.用扫描电镜观测了节块的断面形貌,用三点弯曲法测试了节块的抗弯强度.结果表明:与表面未镀金刚石节块相比,表面镀钛金刚石的铁基和铜基结合剂节块的抗弯强度和把持力系数都有所提高.表面镀钛层能加强金刚石与金属基体间的结合,从而提高把持力.【期刊名称】《电镀与涂饰》【年(卷),期】2016(035)008【总页数】4页(P407-410)【关键词】金属基金刚石复合物;真空蒸发镀钛;铁;铜;热压;烧结温度;把持力【作者】肖长江;栗晓龙;李娟;栗正新【作者单位】河南工业大学材料科学与工程学院,河南郑州450001;河南工业大学材料科学与工程学院,河南郑州450001;河南工业大学材料科学与工程学院,河南郑州450001;河南工业大学材料科学与工程学院,河南郑州450001【正文语种】中文【中图分类】TB333First-author's address: Department of Material Science and Engineering，Henan University of Technology， Zhengzhou 450001， China金属结合剂金刚石工具因其结合强度高、容易成型、使用寿命长等优良特性而在实际中得到了广泛应用，成为当今公认的、能加工硬脆非金属材料的唯一有效工具。

金属结合剂基体主要有钴基、铁基、铜基、镍基、铝基等［1-3］。

在这些结合剂中，钴基结合剂抗弯强度高，对碳材料和碳化物的润湿性和粘结性好，钴基金刚石磨具性能最好，但钴属于战略物质且价格较高，不适合大规模的工业化使用。

铁与钴属于同族元素，性质比较相似，价格低廉且来源广泛。

铜基结合剂有满意的综合性能、低的烧结温度、好的成型性和可烧结性以及与其他元素的相容性。

金刚石锯片文献目录大全

97 孕锒式金刚石圆锯片的功耗章兼植[1] 常建和[2] 石材-2000-8
98 金刚石吃入岩石深度公式的理论推导及存在问题探讨王智慧石材-2000-4
99 黑旋风金刚石组合锯片基体是如何达到国际水平的？杨春明石材-2000-4
100 浅谈金刚石圆锯片焊接强度的检测李坊明唐振兴石材-2000-3-
88 激光焊接金刚石锯片的特征声信号反馈控制庄其仁张文珍... 激光技术-2001-3
90 金刚石小锯片真空烧结技术吴卫民应用科技-2001-5
91 圆锯片用金刚石受热强度损失试验分析丁艳红张银喜太原理工大学学报-2001-5
92 金刚石与锯片使用性能之间的关系王秦生宋诚... 郑州工业高等专科学校学报-2001-4
金刚石锯片文献目
1 金刚石圆锯片焊接温度的控制朱宝珣[1] 朱林[1]... 石材-2005-3
2 对优质金刚石切边锯片的分析研究田先辉[1] 华丽[2]... 超硬材料工程-2005-1
3 阻尼夹层消音金刚石圆锯片的锯切噪声特性李国彬郭全梅... 金刚石与磨料磨具工程-2005-1
50 金刚石锯片焊接技术的研究龙伟民[1] 曾大本[2]... 金刚石与磨料磨具工程-2002-3
51 造粒粉末在金刚石工具中的应用黄漫罗锡裕金刚石与磨料磨具工程-2002-3
52 金刚石圆锯片激光焊接的研究庞振华杨惠宁... 金刚石与磨料磨具工程-2002-2
53 镀Ti金刚石工具磨粒破坏形态分析王艳辉臧建兵... 金刚石与磨料磨具工程-2002-2
109 铁基金刚石圆锯片胎体材料的研究戴秋莲吴惠贞金刚石与磨料磨具工程-2000-4

烧结工艺对铁基结合剂金刚石节块力学性能的影响_肖长江

第30卷第5期硅酸盐通报Vol．30No．52011年10月BULLETIN OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY October ，2011烧结工艺对铁基结合剂金刚石节块力学性能的影响肖长江1，赵延军2，尚秋元1（1．河南工业大学材料科学与工程学院，郑州450007；2．郑州磨料磨具磨削研究所，郑州450002）摘要：本文研究了热压烧结中烧结温度和烧结压力对铁基结合剂金刚石节块力学性能的影响。

实验结果表明：烧结温度对金刚石节块的硬度和抗弯强度等力学性能影响显著；而烧结压力对金刚石节块的抗弯强度和硬度的影响小于温度对二者的影响；节块的应力-应变曲线具有陶瓷的特性。

关键词：铁基结合剂；金刚石节块；烧结工艺；性能中图分类号：TB331文献标识码：A 文章编号：1001-1625（2011）05-1068-04Effect of Sintering Process on Properties of Fe-matrixBonding Diamond Tool BitsXIAO Chang-jiang 1，ZHAO Yan-jun 2，SHANG Qiu-yuan 1（1．School of Materials Science and Engineering ，Henan University of Technology ，Zhengzhou 450007，China ；2．Zhengzhou Research Institute for Abrasive and Grinding ，Zhengzhou 450002，China ）Abstract ：The effect of sintering process on properties of Fe-matrix bonding diamond tool bits was investigated．The results showed that sintering temperature had significant effect on the hardness and flexural strength of diamond tool bits ，while sintering pressure had less effect on the properties of diamond tool bits．The stress-strain diagram of diamond tool bits was a typical ceramics material curve．Key words ：Fe-matrix bonding ；diamond tool bits ；sintering process ；properties基金项目：河南省教育厅基金资助项目（2011A430008）作者简介：肖长江（1969-），男，博士，副教授．主要从事功能材料与超硬材料的研究．E-mail ：cjxiao@haut．edu．cn 1引言金刚石是自然界所有物质中硬度最高的，因而金刚石被广泛应用于地质钻探以及硬脆材料的切割、磨削及钻孔等加工［1，2］。

不同Zn-Sn含量的铁基结合剂的耐磨性研究

铁基结合剂曰Zn-Sn曰热压烧结曰耐磨性
1 前言
金属结合剂金刚石工具是目前应用最广泛的一种金刚石磨具袁金属结合剂工具采用青铜尧铁尧钴尧镍合金为主要结合材料袁磨料把持强度相对较高袁耐温导热性能好袁耐用[1,2]遥在金属结合剂中袁铁基结合剂因具有生产工艺简单尧价格低廉曰与金刚石具有较好的润湿性和较大的附着功曰有较好的可成形性和可烧结性曰有较适宜的力学性能等优点而被广泛应用遥但由于 Fe 粉很容易氧化袁降低了粉末表面活性袁从而影响烧结过程的进行袁使实际烧结过程难以达到理想的烧结程度遥此外袁Fe 粉在高温下会对金刚石产生较严重的化学侵蚀作用袁严重影响结合剂对金刚石的有效把持袁导致 Fe 基金刚石圆锯片在锯切过程中金刚石容易脱落袁锯片寿命短袁从而阻碍了 Fe 基金刚石圆锯片的广泛使用袁所以在铁基结合剂中还常常掺入加 Sn尧Zn尧Co 和 WC 等成分来改善铁基结合剂的性能遥
4 结论
本文研究了在铁基结合剂中加入不同含量的 Zn 和 Sn 对铁基结合剂样品的密度尧硬度和耐磨性的影响遥实验数据表明院铁基结合剂中加入 Sn 含量在 2.5%左右袁Zn 含量在 7.5%左右时袁铁基结合剂的硬度最高袁耐磨性最好遥
[1] Luciano J, Guerold S B, Marcello F. Processing and characterization of impregnated diamond cutting tools using a ferrous metal matrix [J], Int. J. Refract. Met. H., 2007, 25: 328–335.
不同的 Zn 和 Sn 含量的铁基结合剂样品的硬度变化如图 2 所示遥
由图 2 可知袁随着 Sn 含量的增加和 Zn 含量减少袁样品的硬度没有明显的变化规律袁在 Sn 含量和 Zn 含量分别为 2.5%和 7.5%时达到最大袁具体的数据为 100尧97尧 105尧103 和 100遥