P元素加入形式对铁基金刚石工具胎体组织性能的影响
Sn含量对Cu基金刚石锯片胎体组织与硬度的影响
Sn含量对Cu基金刚石锯片胎体组织与硬度的影响李文生;姜威;冯力;王磊;路阳【摘要】Cu-based diamond composite ultra thin sawing matrixes were prepared through uniaxial die pressing and hot pressing technology using Cu based powders mixed with Co, Fe, Cr and Sn. The microhardness of Cu-based matrixes, microstructure and composition of hot pressed materials were investigated by microhardness tester, OM, SEM and XRD. The effectof Sn content on microstructure and microhardness of hot pressed Cu-based materials was also studied. The results show that the average hardness (HV0.1) of Cu-based materials is the lowest with 2% Sn, which is 885.82 MPa, and the highest with 12% Sn, which is 1914.72 MPa under the sintering condition of 700℃ and 8.2 MPa. With increasing Sn content from 2% to 6%, the contents of Cu and Sn solid solution increase, which leads to the increase of the average hardness. With the increase of Sn content from 8% to 12%, the content of Cu and Sn solid solution decreases but the content of mesophase of Cu and Sn increases, resulting in a maximum average hardness. The melt Sn will outflow, when the content of Sn is over 8%.%以Cu为基体，加入Co，Fe，Cr，Sn粉末，改变Sn含量，经过模压成形与热压，制备Cu基金刚石超薄切锯胎体材料，用显微硬度仪、金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)和X线衍射(XRD)表征该胎体材料的显微硬度、组织和成分，研究Sn含量对胎体组织和硬度的影响。
组分对金刚石工具铁基结合剂力学性能的影响
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
【期刊名称】《硅酸盐通报》
【年(卷),期】2014(33)7
【摘要】本文利用正交试验法研究了金刚石工具铁基结合剂中Cu、Ni、Sn-Zn、WC各成分对其力学性能的影响,同时分析了球磨混料时间和烧结温度对铁基结合剂力学性能的影响规律。
结果表明:混料时间为30 h、烧结温度为760℃时,铁基结合剂的抗弯强度最大,其值为457 MPa;铁基结合剂中Cu、Ni、Sn-Zn、WC各成分对其力学性能的影响程度不一,其中Cu对铁基结合剂的抗弯强度和硬度影响最大,Ni对铁基结合剂的冲击韧性的影响最大。
【总页数】4页(P1823-1826)
【关键词】铁基结合剂;正交实验;组分;力学性能
【作者】肖长江;王海阔;栗正新;尚秋元;朱玲艳
【作者单位】河南工业大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TB331
【相关文献】
1.Cu含量对铝基结合剂及其金刚石工具性能的影响 [J], 徐俊杰;万隆;宋冬冬;王俊沙;李颖颖;刘莹莹
2.金刚石工具铁基结合剂的应用及展望 [J], 肖俊玲;胡国程;丘定辉
3.铸铁粉末对铁基结合剂金刚石工具性能的影响 [J], 左宏森;任瑛;翟焕焕
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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。
金属基金刚石工具结合剂中添加合金元素的研究进展-v11终稿
金属基金刚石工具结合剂中添加合金元素的研究进展司卫征袁慧张凤林王成勇(广东工业大学机电工程学院广州510006)摘要本文综述了金属基金刚石工具结合剂中添加各种合金元素的研究进展。
重点阐述了骨架材料、碳化物形成元素、稀土、非金属元素等在金属结合剂的作用及其影响机理。
关键词：金刚石工具，金属结合剂，合金元素Research advances of adding alloying elements in the bondof metal matrix diamond toolsSi Weizheng Yuan Hui Zhang Fenglin Wang Chengyong(Faculty of Mechanical & Electronic Engineering, Guangdong University ofTechnology, Guangzhou 510006, China)Abstract：In this paper the advances of several kinds of alloying elements added in the bond of metal matrix diamond tools are summarized. The effect and working mechanism of skeleton material, carbide-forming elements, rare-earth and non-metallic elements in the bond are discussed. Keywords: diamond tools, metal bond, alloying elements1.引言金刚石由于其极高的硬度被广泛应用于地质勘探和脆硬材料的切割、磨削及抛光等领域。
在最常用的金属基金刚石工具中，金刚石是切削元件，金属胎体用来固结切削元件，并使之有适当的出刃。
P对一种新型Ni-Fe基铸造高温合金组织和性能的影响
P对一种新型Ni-Fe基铸造高温合金组织和性能的影响肖旋;孙德山;刘状;王常帅;周兰章【摘要】Influence of P on the microstructure and mechanical properties of a newly developed cast Ni-Fe-based superalloy considered as steam turbine materials in 700℃ advanced ultra-supercritical power plants was investigated in this paper.The results show that adding of P increases the dendrite arm spacing and the segregation.After standard heat treatment,the addition of P has no influence on the major precipitates,which are γ′,MC and Ti(C,N),except promotes the p recipitation of M23C6 and reduces the size of M23C6.The tensile strength of the alloys with P properties doesn′t change dramatically,but the plasticity under 700℃/400MPa conditions decreases obviously.The change of mechanical dendrite addition keeps the same level as that without Paddition.However,the stress rupture life and coarsening and the increase of dendrite segregation are attributed to the dendrite coarsening and the increase of dendrite segregation,which reduce the strength of grain boundary and interdendritic area.%研究了P元素添加对一种700℃先进超超临界电站汽轮机气缸和阀体用新型Ni-Fe基铸造高温合金组织特征和力学性能的影响.结果表明:P元素的添加使合金枝晶组织粗化且合金元素偏析程度增大.经标准热处理后,合金的主要析出相为γ′相、MC型碳化物、M23C6型碳化物和Ti(C,N)型碳氮化物.P元素添加对析出相类型无明显影响,却增加晶界M23C6型碳化物的形核率并减小其尺寸.合金的拉伸强度随P元素的加入无明显变化,然而,700℃/400MPa条件下的持久寿命和塑性明显降低.合金力学性能的变化被归因于枝晶粗化和偏析程度增加引起的晶界和枝晶间强度降低.【期刊名称】《沈阳理工大学学报》【年(卷),期】2017(036)002【总页数】7页(P61-67)【关键词】P元素;Ni-Fe基铸造高温合金;组织特征;力学性能【作者】肖旋;孙德山;刘状;王常帅;周兰章【作者单位】沈阳理工大学材料科学与工程学院,沈阳110159;沈阳理工大学材料科学与工程学院,沈阳110159;沈阳理工大学材料科学与工程学院,沈阳110159;中国科学院金属研究所,沈阳110016;中国科学院金属研究所,沈阳110016【正文语种】中文【中图分类】TG141面对能源危机和环境问题，通过提高蒸汽温度和压力可以显著提高火电厂的发电效率，从而实现节能减排，因此，700℃超超临界燃煤发电关键技术成为“十二五”期间重要研究方向之一[1]。
不同添加物对金属结合剂金刚石超薄砂轮胎体性能的影响
硬度， 提高 了胎体耐磨性 ； 石墨与 陶瓷造孔 剂降低了胎体硬度 ， 提高 了超薄砂 轮 的锋 利度 ； 酚醛树 脂和 Ｎ ａ Ｃ １ 有造孔作 用 ， 有利于磨
削排 屑和出刃 。 关键词 ： 金 刚石砂轮 ； 造孔剂 ； 胎 体性 能 ； 锋利度
中图分类号 ： Ｔ Ｇ １ １ ５ 文 献 标 识 码 ：Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ０ ２ ５ ３ － ６ ０ ９ ９ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ３ ． ０ ３ １
（ １ ． Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｓ ｈ ａ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｕ ｒ ｇ ｙ Ｃ ｏ Ｌ ｔ ｄ ，Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｓ ｈ ａ ４ １ ０ ０ １ ２，Ｈ ｕ ｎ ａ ｎ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ；２ ． Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｆ ｏ
ｈ ａ ｒ ｄ ｎ ｅ ｓ ｓ ｂ ｕ ｔ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｈ ａ ｒ ｐ ｎ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｂ ｏ ｄ ｙ ，Ｎａ Ｃ１ ａ ｎ ｄ ｐ ｈ ｅ ｎ ｏ ｌ ｉ ｃ ｒ ｅ ｓ ｉ ｎ ｈ ａ ｄ ｐ ｏ ｒ ｅ — ｆ ｏ ｒ ｍｉ ｎ ｇ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ，ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｗ ａ ｓ ｈ ｅ ｌ ｐ ｆ ｕ ｌ ｔ ｏ ｇ ｉ ｒ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｃ ｈ ｉ ｐ ｒ ｅ ｍｏ ｖ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｇ ｒ ａ ｉ ｎ ｐ ｒ ｏ ｔ ｒ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｄ ｉ ａ ｍｏ ｎ ｄ ｇ ｒ ｉ ｎ ｄ ｉ ｎ ｇ ｗ ｈ ｅ ｅ ｌ ；ｐ ｏ ｒ ｅ － ￣ｒ ｍｉ ｎ ｇ ａ ｇ ｅ ｎ ｔ ；ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｔ ｒ ｙ ｏ ｆ ｗｈ ｅ ｅ ｌ ｂ ｏ ｄ ｙ；ｓ ｈ ａ ｒ ｐ ｎ ｅ ｓ ｓ
铁基胎体材料成分对其性能的影响
铁基胎体材料成分对其性能的影响摘要：孕镶金刚石钻头是一种重要的钻探工具。
其钻探效率和使用寿命受到多种因素的影响。
其中，胎体材料对地质金刚石钻头的作用不可忽视。
其胎体主要由骨架材料和粘结金属构成，本次研究设计四种铁基胎体材料；采用热压烧结法制作相应试块；进行硬度和抗弯强度测定；比较、评价胎体的性能，并分析胎体成分对性能的影响；继而讨论试验胎体材料对岩层钻探的适应性，从而使钻探中的探头能够适应越来越复杂多变的地层。
关键词：孕镶金刚石；铁基胎体材料；硬度；抗弯强度。
引言：随着社会经济的持续发展、科学技术的飞速进步，各行业对能源的需求量越来越大。
相应地质勘探钻探量的急剧增加使能源开采面临着越来越高的挑战。
金刚石钻头是广泛应用于地质勘探、能源开发的重要钻探工具。
随着地质科学和钻探技术的快速发展，未来的钻探事业将会向更深地层发展。
所遇地层的各种条件会越来越复杂多变，不可预测性愈来愈大，故而钻探中对钻头性能的要求也会相应提升。
孕镶金刚石钻头是一种重要的钻探工具，其胎体材料对地质金刚石钻头的性能影响很大，胎体材料主要由金刚石骨架材料和粘结金属构成，因此合适的胎体配方设计对制作出适应于多种地层钻探，并具有良好钻进效率和使用寿命显得尤为必要。
本次研究设计出四种不同配方的铁基胎体材料，采用较为合适的热压烧结法制作样本，对样本进行洛氏硬度和抗弯强度测定，进而分析铁基胎体材料对其性能的影响。
1.铁基胎体研究现状国内外对金刚石钻头胎体的研究项目众多，概括起来，大致可以分为以下几个方面的研究：（一）、结合机理（金属胎体与金刚石结合）；（二）、胎体合金体系；（三）、金属（合金）胎体材料的制备（烧结）方法；（四）、金属胎体材料的性能及评价体系。
就地质勘探孕镶金刚石钻头而言，以碳化钨作为胎体的骨架材料应用最为普遍。
而且，在生产实践中，碳化钨基胎体金刚石钻头收到了很不错的效果。
但是，这种钻头存在钻头应用广谱性差的缺点。
另外，近些年来碳化钨材料价格迅速升高，使得钻头生产的成本提高了很多，这就使得传统的碳化钨金刚石钻头市场竞争力和市场影响力急剧下降。
磷对铜基金刚石工具胎体性能的影响
块 边 角 出现 流 失 ， 胎体 密 度 下 降 ， 强 度下 降 ， 硬 度 则 继
续 上 升至９ ７ ． ２ ＨＲ Ｂ 。继 续 升 高 烧 结 温 度 时 ， 由 于节 块 开始跑 料 、 边角 流失 增加 ， 密度 降低 ， 低 熔点 金 属外 流 ，
６ ５ ３ ． ９ ６ ＭＰ ａ ； 胎 体硬 度则 由 ４ ０ ０。 Ｃ的８ ７ ． ６ ＨＲ Ｂ上 升 至 ４ ３ ０。 Ｃ时 的 ９ ７ ． ２ ＨＲ Ｂ， 到达最 大， 随 后 随 温 度 升 高 而 降低 。
铜粉 ： ３ ０ ０ 目、 密度 ８ ． ９ ｇ ／ ｃ ｍ。 、 纯度 ９ ９ ． ９ ９ ； 银
能够实现烧结 ， 但金 刚石在 ７ ０ ０。 Ｃ左右开始 氧化 ， 此 时开 始失重 ， 在８ ５ ０¨ Ｃ 剧 烈氧化 ］ 。且铜对 金刚石 润湿 角较
削时会发生金 刚石脱 落 ， 使实 际参 与切 削 的金 刚石 数量 减少 ， 耐磨性 降低 。针对上述问题 ， 本实验在铜基合金 胎体 中加入磷元素 ， 使胎体烧结温度降低 至 ４ ６ ０ ￣４ ０ ０℃， 磷 与铜能发生共晶反应 ， 强化胎体 ， 使其具有较高的强度 、
当烧结 温度 为 ４ ２ ０℃、 磷含 量 （ 质量 分数 ） 为 ６ 时， 结合 剂 洛 氏硬 度 达 到９ ０ ． ４ ＨＲＢ， 抗 弯 强度 达 到９ ６ ６ ． ０ ４ ＭＰ ａ ， 综 合 性 能 最佳 ； 加 入金 刚 石粒度 为３ ０ ／ ３ ５ ， 浓度 为 １ ０ ０ 时， 其 抗 弯强度 达到４ ２ ５ ． ７ ０ ＭＰ ａ 。
（ Ｈｅ ｎ ａ ｎ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｏ ｆ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ，Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ，
氧含量对金刚石工具胎体力学性能的影响
． 吻
氧 含 量 对 金 刚 石钎 焊 材料 与技 术 国家重 点 实验 室（４５０００１）
丁天然 龙 伟 民 张海 燕 马 力 张冠 星
摘要 采用粉末冶金方法制备 了铁基胎体 的金 刚石工具 ，通过检测材料 的硬 度 、抗 弯强度 、抗 剪强度等 力学性 能考察 了不 同氧含量对连接强度 的影 响。结果表 明 ，随着氧含量 的降低 ，烧结基体 的硬 度 、抗 弯强 度和抗剪 强度等 力学性能 明显增强 。当氧含量小 于 ｏ．０２％ 时，胎体断 口致密化程度很高 ，力学 性能可达到最佳。
目前 ，制 约 中 国超 硬 材 料 工 具 行 业 发 展 的瓶 颈 之 一 是 工具 材 料 和 烧 结 制备 工 艺技 术 ，尤 其 是 粉 末 材 料 的质量状态。而金属粉末 的氧含量对烧结基体颗粒 间 的界 面结 合强 度 、基体 的致 密 化 程 度 、钎料 对 金 刚 石 的 润湿 及 把持 力 等 性 能 有 显 著 影 响 ，进 而 影 响 基 体 的综 合力学性能 ，影 响工具 的使用 效率和寿命。文中通 过 在 铁基 胎体 中加 入不 同 氧含 量 的预 合 金 粉末 压 制 刀 头 来 考察 胎体 性 能 的变 化 ，从 而 准 确 获 得 氧 含 量 对 铁 基 金 刚石 工具 胎体 性能 的影 响 ¨－６］。
关 键 词 ： 氧 含 量 烧 结 基 体 连 接 强 度 中 图分 类 号 ： ＴＧ４２５
０ 前 言
在金 刚石 制 品 的 使用 过 程 中 ，金 刚石 的利 用 率 非 常低 ，这是 因 为刀头 中 的金 刚石 并 非 磨损 失 效 ，而 是 以 脱 落 的形式 大量 流失 。采用 粉 状 钎料 作 为 预合 金 粉 末 实现 对金 刚石 的扩 散 连 接 ，是 提 高金 刚石 与 胎 体 结 合 力 的有效 途径 。由于预 合金 粉 末 是 预先 熔 炼 成合 金 再 制成 的粉末 ，因 此 每 个 粉末 颗 粒 中都 包 含 了 组 成 合 金 粉末 的各 种金 属元 素 ，这 就 比机 械 混合 多 种 单 一 金 属 粉末 要均 匀得 多 ，使 用性 能也 稳定 得 多 。
碳含量对高铁基胎体金刚石工具性能的影响
碳含量对高铁基胎体金刚石工具性能的影响韩娟;姚炯彬;葛启录;刘一波【摘要】采用粉末冶金方法制备高铁基胎体的金刚石工具.通过检测材料的硬度、密度、冲击韧性等性能,考察碳含量对高铁基胎体性能的影响.通过SEM,XRD等测试分析手段研究碳含量对胎体微观结构和相组成的影响.结果表明:胎体密度变化随碳含量的增加而具有波动性,碳含量为0.4％时密度达最大值7.65 g/cm3,碳含量为1％时密度获最小值7.47 g/cm3;未加入碳粉的胎体具有最高的抗冲击韧性值,随加入碳粉量的增加,冲击韧性急剧降低,含碳0.8％的胎体和含碳1％的胎体的冲击韧性值仅为1 J/cm2;加入碳粉的高铁基胎体的抗弯试样为脆性断裂.在碳含量高的情况下,胎体中孔隙多,胎体致密性差.【期刊名称】《粉末冶金材料科学与工程》【年(卷),期】2011(016)004【总页数】5页(P625-629)【关键词】铁基胎体;金刚石工具;碳含量;合金粉【作者】韩娟;姚炯彬;葛启录;刘一波【作者单位】中国钢研科技集团公司,北京100081;中国钢研科技集团公司,北京100081;中国钢研科技集团公司,北京100081;中国钢研科技集团公司,北京100081【正文语种】中文【中图分类】TF123;TQ1国内外许多研究者都开展了大量关于金刚石工具胎体的研究，根据胎体中主要成分的不同可归纳为Co基、Cu基、Fe基、WC基等几大类[1−4]。
其中铁基胎体的特点是价格最低廉，不足钴的1/50，资源上的优势和显著的经济效益使铁基胎体的研究成为金刚石工具行业的1个热点。
许多研究都集中在40%～60%的含铁量上，并通过添加不同的合金组元来实现性能的提升[5−9]。
添加组元的加入主要考虑2个方面[10−12]：一是经济性，添加剂的加入对胎体的成本不会造成大的影响；二是改善胎体性能的有效性。
在铁基配方中加入适量Ni 来提高胎体强度是1个有效的方法，但由于铁、镍会在高温常压下使金刚石发生石墨化，从而降低金刚石工具的锯切性能，所以铁基配方中的铁镍含量应控制在一定的范围内。
金刚石的p型掺杂研究及应用
中国科学技术大学
硕士学位论文
金刚石的p型掺杂研究及应用
姓名：刘卫平
申请学位级别：硕士
专业：凝聚态物理
指导教师：余庆选
20060501
中崮科学技术大学研究生院硕士学位论文
（ａ）
一
３
∞
一
兰
∞
亡
ｍ
Ｒａｍａｎｓｈｉｆｔ（ｃｍ‘１）
（ｂ）
图３－４掺杂时（ＧａＮ－Ｎ．Ｂ）成核情况的ＦＥＳＥＭ（ａ）ｋｎ
Ｒａｍａｎ光谱（ｂ）
中Ｈ科学技术大学研究生院硕土学位论文
（ｄ）
捌３．５外延生长的金刚石颗粒。
其巾，（ａ）、（ｂ）为朱掺
杂样品ＧａＮ－Ｎ—Ａ；（ｃ）、（ｄ）为倒掺杂样品ＧａＮ－Ｎ・Ｂ
另外，我ｔ（］ｄｉ样品ＯａＮ．Ｎ．Ａ的表面』觋察到叫坑。
在金刚石的沉积过程中，温度是个非常重要的参数。
冉这种高湍的环境中制蔷金刚石，会对ＧａＮ利底造成一定的影响。
在罔３－６（ａ）一ｈ我们观察到在衬底表丽存在着许多非常有规则的凹坑图案。
我们朋ＡＦＭ对其ｊ２｜＝行丁研究．如图３－６（ｂ）中所示。
这些州坑是在金剐石沉织舵过程中Ｉｌ躁予对ＧａＮ层的嘉Ｉ蚀造成『｜勺。
C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo这几种元素含量在钢中的作用和对性能的影响-新版.pdf
C、Mn、Si、S、P、Cr、Mo这几种元素含量在钢中的作用和对性能的影响-新版.pdfC、Mn、Si、S、P、Cr、Mo这几种元素含量在钢中的作用和对性能的影响1、铬(Cr)铬能增加钢的淬透性并有二次硬化作用。
可提高高碳钢的硬度和耐磨性而不使钢变脆；含量超过12%时。
使钢有良好的高温抗氧化性和耐氧化性介质腐蚀的作用。
还增加钢的热强性，铬为不锈耐酸钢及耐热钢的主要合金元素。
铬能提高碳素钢轧制状态的强度和硬度。
降低伸长率和断面收缩率。
当铬含量超过15%时，强度和硬度将下降，伸长率和断面收缩率则相应地有所提高。
含铬钢的零件经研磨容易获得较高的表面加工质量。
铬在调质结构钢中的主要作用是提高淬透性。
使钢经淬火回火后具有较好的综合力学性能，在渗碳钢中还可以形成含铬的碳化物，从而提高材料表面的耐磨性。
含铬的弹簧钢在热处理时不易脱碳。
铬能提高工具钢的耐磨性、硬度和红硬性。
有良好的回火稳定性。
在电热合金中，铬能提高合金的抗氧化性、电阻和强度。
(1) 对钢的显做组织及热处理的作用A、铬与铁形成连续固溶体，缩小奥氏体相区城。
铬与碳形成多种碳化物，与碳的亲和力大于铁和锰而低于钨、钼等．铬与铁可形成金属间化合物σ相(FeCr)B、铬使珠光体中碳的浓度及奥氏体中碳的极限溶解度减少C、减缓奥氏体的分解速度，显著提高钢的淬透性．但亦增加钢的回火脆性倾向(2)对钢的力学性能的作用A、提高钢的强度和硬度．时加入其他合金元素时，效果较显著B、显著提高钢的脆性转变温度C、在含铬量高的Fe-Cr合金中，若有σ相析出，冲击韧性急剧下降(3)对钢的物理、化学及工艺性能的作用A、提高钢的耐磨性，经研磨，易获得较高的表面光洁度B、降低钢的电导率，降低电阻温度系数C、提高钢的矫顽力和剩余磁感．广泛用于制造永磁钢D、铬促使钢的表面形成钝化膜，当有一定含量的铭时，显著提高钢的耐腐蚀性能（特别是硝酸）。
若有铬的碳化物析出时，使钢的耐腐蚀性能下降E、提高钢的抗氧化性能F、铬钢中易形成树枝状偏析，降低钢的塑性G、由于铬使钢的热导率下降，热加工时要缓慢升温，锻、轧后要缓冷(4)在钢中的应用A、合金结构钢中主要利用铬提高淬透性，并可在渗碳表面形成含铬碳化物以提高耐磨性B、弹簧钢中利用铬和共他合金元素一起提供的综合性能C、轴承钢中主要利用铬的特殊碳化物对耐磨性的贡献及研磨后表面光沽度高的优点D、工具钢和高速钢中主要利用铬提高耐磨性的作用，并具有一定的回火稳定性和韧性E、不锈钢、耐热钢中铬常与锰、氮、镍等联合便用，当需形成奥氏体钢时，稳定铁素体的铬与稳定奥氏体的锰、镍之间须有一定比例，如Cr18Ni9等F、我国铬资源较少．应尽量节省铬的使用2、钼(Mo)钼在钢中能提高淬透性和热强性。
各种元素对钢性能的影响(共18种元素)
当Al含量增加至3～5%时，8～9%将会大大地促进钢锭的柱状结晶过程。
因此而大大增加钢的机械热加工的困难，也使钢极易脱碳。
（其热加工之所以困难是因为该合金钢锭具有粗晶结构，且其晶体的解理极弱，所以导热性低，加热时容易出现大的温度差而锻裂，甚至钢锭的去皮加工都会使其晶界氧化而破坏。
此外，它在800℃以上的高温长时间停臵也极易变脆。
一般合金钢中含Al量：合金结构钢：Al=0.4～1.1% (38CrAlA、38CrMoAlA、38CrWVAlA等)耐热不起皮钢：Al=1.1～4.5% (Cr13SiAl、Cr24Al2Si、Cr17Al4Si 等)电热合金： Al=3.5～6.5% (Cr13Al4、1Cr17Al5、Cr8Al5、0Cr17Al5等)甚至Al=8% Cr7Al7：考虑电热合金受荷不大，虽有脆性，仍可使用。
2、Si（1）一般合金钢中的Si含量不会高于3.5%，更多时（4.8～6.5%）将使钢具有很高的脆性。
Si的有益作用：高的热强性和弹性极限，高的导磁率，涡流损失少。
①象Al、Cr一样，其氧化物均是尖晶石类型的组织。
其晶格常数与α-Fe、γ-Fe区别小。
因为其氧化物与金属分界处的晶胞之间就紧密而强固地结合在一起，氧化皮紧密地被贴在金属上，甚至在高温下也不剥落。
所以它具有很强的抗氧化性和耐热性能，而被加入耐热钢。
②有利于提高钢的弹性极限，在中碳钢中加入1～2%的Si，调质中σb 将增15～20%，而Aku也提高了，还提高了σs和δ。
③利于促进钢中石墨化而用于炼制石墨钢。
此钢可制轴承，甚至作为工具钢代替，制冲头，拉模、弯曲模等。
④脱氧能力较强，是炼钢常用的脱氧剂，故一般钢中均含Si，其量≤0.5%。
⑤硅可减小晶体的各向异性，使磁化容易，使磁阻减小，它还可减轻钢中其他杂质对磁场磁感的危害（使%C石墨化，脱氧，与N形成氢化硅等）。
所以可大大减少涡流损失。
由于硅的脆性，目前高硅钢片硅含量规定为低于4.5%，最多只为4.8%，正在研究提高至6.5%。
磷铁含量对高铁基胎体性能的影响
５２金刚石与磨料磨具工程总第１７７期一Ｆｅ进入胎体液相中，起到强化黏结的作用。
未熔人液情况下胎体抗弯强度的降低。
相的Ｐ—Ｆｅ颗粒以及粗粒度的Ｐ—Ｆｅ颗粒与Ｆｅ粉颗粒发生固相反应，通过扩散迁移进入Ｏｔ—Ｆｅ中。
Ｐ—Ｆｅ含量的增加就导致了Ｆｅ固溶体的减少和Ｃｕ—ｓｎ化合物的增加。
Ｐ—Ｆｅ中Ｐ的加入可使铁素体得到固溶强化、孔隙度减少且球化，获得一定的强度和耐磨性。
但Ｐ和Ｆｅ容易生成脆性的Ｆｅ，Ｐ等金属间化合物，Ｐ同样会与Ｃｕ生成ｃｕ—Ｐ化合物，从图４的衍射图谱可以看到，Ｐ—Ｆｅ含量增加的同时，含Ｐ的Ｃｕ—Ｓｎ化合物增加可以弥补Ｐ—Ｆｅ增多后胎体脆性增大的趋势。
图５含Ｐ—Ｆｅ高铁基胎体中Ｐ元素的面分布图Ｆｉｇ．５Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｐｈｏｓｐｈｏｍｓｉｎｉｒｏｎ—ｒｉｃｈｍａｔｒｉｘｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｆｅｒｒｏｐｈｏｓｐｈｏｍｓ图６是不同磷铁含量的胎体材料的显微组织图。
从图６可见未经腐蚀的质量分数分别为５％、９％和１５％的胎体中孔隙和Ｐ—Ｆｅ颗粒的分布情况。
图６中可以看到胎体中黑色点状物是细小的弥散状态的孔隙或夹杂物，黑色不规则块状物为较大的孔隙或夹杂物，而形状较规则的灰色块状物为Ｐ—Ｆｅ颗粒。
在Ｐ—Ｆｅ质量分数为１５％时，基体的孔隙更为细小，且在Ｐ—Ｆｅ颗粒与基体的边界处富集，形成了所谓的Ｋｉｒｋｅｎｄａｌｌ效应。
基体与Ｐ—Ｆｅ颗粒黏结处孔隙的聚集，加上Ｐ—Ｆｅ颗粒本身的脆硬性，造成了在Ｐ—Ｆｅ含量较多的图６含Ｐ—Ｆｅ胎体的金相显微图（５００×。
抛光不腐蚀）Ｆｉｇ．６Ｍｅｔａｌｌｏｇｒａｐｈｉｃｃｈａｒｔｏｆｍａｔｒｉｘｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｆｅｒｒｏｐｈｏｓｐｈｏｍｓ（５００×。
ｐｏｌｉｓｈｅｄ，ｎｏｔｅｔｃｈｅｄ）２．３胎体的显微组织图７ａ、７ｂ显示的分别是加入５％和９％Ｐ—Ｆｅ的胎体金相显微组织，图８为Ｐ—Ｆｅ质量分数为５％胎体显微组织的ＳＥＭ图。
图７ａ、７ｂ中二者的显微组织组成基本相同，由硬质相一Ｐ—Ｆｅ颗粒和夹杂物分布于Ｆｅ基固溶体胎体中，图７中黑色部分是未烧结的Ｆｅ粉颗粒或Ｆｅ的氧化夹杂物或孔洞。
金刚石工具金属结合剂的磨损特性
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14
金刚石与磨料磨具工程
总第 157期
1. 2 研磨性 研磨性和耐磨性是两个不同的概念 。 对金刚石工具而言 ,工具加工过程中 ,工具本身存
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图 5给出镧含量对磨损失重 、抗弯强度 、金刚石出 刃高度的影响 。金属镧与金属铈不同的是抗弯强度随
镧含量的增加而降低 ,磨损失重增加但幅度不大 。金 刚石出刃高度在镧含量 0. 75%时出现峰值 [ 2 ] 。
3 实切效果
表 5给出含镧 、铈结合剂做成锯片切割石岛红的 实验数据 ,从表中数据看 ,结合剂比较容易磨损的锯片 金刚石出刃好 ,切割性能好 [ 3 ] 。
(1. 钢铁研究总院 北京安泰钢研超硬材料制品有限责任公司 ,北京 102200) (2. 钢铁研究总院 ,北京 100081)
摘 要 文中通过试验和引用若干试验 、锯切数据 ,着重对结合剂的耐磨性和硬度 、结合剂的磨损特性和工具的磨损特 性 、与工具性能相关的主要物理性能进行了讨论 。试验结果表明 ,在 Fe基锯片中 , P的加入对结合剂硬度没有明显影响却 显著降低结合剂的耐磨性 ,对锯片寿命的影响为先增后降 ,在 P含量为 2% wt时寿命达到最大 ,比未加时提高 58% ,显著 降低结合剂和锯齿的三点抗弯强度 ,提高锯片的切割速度 。认为 ,结合剂硬度与耐磨性没有必然的联系 ;结合剂的适度磨 损性能不意味着工具寿命的降低 ;不要过高的要求结合剂的抗弯强度 ,抗弯强度的底限是保证锯片工作时的绝对安全 。 关键词 金刚石工具 金属结合剂 磨损特性 中图分类号 TQ164 文献标识码 A
金属胎体对金刚石把持力的概述
金属胎体对金刚石把持力的概述赵小军;段隆臣;契霍特金.V.F;翁华强【摘要】把持力指的是胎体对金刚石颗粒的包镶能力，它能够直接定量地衡量金刚石颗粒在胎体中被牢固黏结而不脱落的程度，是影响金刚石工具使用性能和工作寿命的关键因素。
我们从把持力的形成机制出发，介绍了把持力研究的重要意义以及提高把持力的方法。
然后，分别介绍了定性分析法、抗弯强度分析法、弹性力学方程表征法、拉曼光谱分析法、抗拉强度试验法及张力环试验法等胎体对金刚石把持力的计算与评价方法。
最后，总结了目前胎体对金刚石把持力研究存在的问题并给出了一些相应的建议。
%The holding force of bond to diamond can directly and quantitatively evaluate how strong diamond particles are bonded to the matrix It is the key to diamond tools'life and performance In this paper based on the formation mechanism of the holding strength research on improving the bond strength between diamond and matrix was summarized And then several methods which were used to calculate and evaluate the holding force were introduced including qualitative analysis analysis on bending strength calculation by elasticity equation measurement through Raman spectroscopy tensile strength test and tension ring test Finally the problems about current study on holding strength were summarized as well as corresponding suggestions.【期刊名称】《金刚石与磨料磨具工程》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】7页(P41-46,50)【关键词】胎体;金刚石;把持力;计算与评价方法【作者】赵小军;段隆臣;契霍特金.V.F;翁华强【作者单位】中国地质大学岩土钻掘与防护教育部工程研究中心，武汉 430074; 中国地质大学工程学院，武汉 430074;中国地质大学工程学院，武汉 430074;中国地质大学工程学院，武汉 430074;中国地质大学岩土钻掘与防护教育部工程研究中心，武汉 430074; 中国地质大学工程学院，武汉 430074【正文语种】中文【中图分类】TQ164;TB333目前，金刚石工具已被广泛地应用于民用建筑与土木工程、石材加工、交通工业、汽车工业、地质勘探等领域。
关于金刚石工具制造的研究报告
关于金刚石工具制造的研究报告：1. 单元素金属粉混合配方的缺陷2. 预合金粉的优势3. 被加工材料分类及意义4. 佛刚预合金粉所适用的工具5. 工具的使用条件对选择预合金粉的影响6. 生产工艺对选择预合金粉的影响7. 金刚石对选择预合金粉的影响1. 单元素金属粉混合配方胎体的缺陷1.1 通常单元素金属粉的沌度高(≥99%),活性较大,易氧化,易吸潮,保质期较短1.2 当金属粉混入其它杂质元素时,因混入的种类、数量的不同,而引起性质的变化非常不确定,这是金刚是工具性能不稳定的原因之一1.3 大多数常用金属粉对金刚石表面在980℃以下均难于亲合,而大多数金刚石工具的烧结温度均低于980℃1.4 纯铁粉对金刚石表面的碳化作用在750℃就开始了,这种碳化的表面十分不利于胎体对金刚石的包锒,也会降低金刚石的强度1.5 Co 、Ni 中易混入铁粉，而铜粉中易混入廉价的Fe2O3, 锡粉中易混入铁粉,这些混入的成份往往难于及时发现,等到发现工具性能突变时,造成的损失已无法挽回了1.6 单元素粉烧结温度较高, 而较高的温度对金刚石强度的损失也较大1.7 成分太多：常规配方中通常不少于5种成份,各成份的交互作用比较复杂,当某一种成份产生变化时,工具的性能就会产生较大的变化,这种情形十分难于控制,这又是金刚石工具性能不稳定的一大原因.单一元素的合金粉的生产过程复杂,影响质量稳定的因素较多,其成品的性能难于稳定,如纯度从98%提高到99.9%,对大多数金属粉来说,大多数性能的差别会达到一个数量级以上，并且生产成本急剧上升.A. 胎体配方设计必须考虑其烧成品的以下性能指标：强度、硬度、耐磨性、韧性.B. 工具配方设计时还必须考虑金刚石的：品级、粒度、浓度.C. 工具的工作压力, 切割线速度, 沖洗冷却状况也是设计配方时必须考虑的因素.2. 预合金粉的优势佛刚预合金粉由添加了微量活化元素的纯合金粉和惰性金属粉末组成, 纯合金粉的烧结温度较低, 对金刚石的亲和性较好, 隋性金属粉末用来调节胎体的综合性能, 纯合金粉是专门为金刚石工具烧结制品研发的稳定不变的组分,通过二者的不同配比，使得佛刚预合金粉可以调配出适合各种类型、用途、各种性能特点的预合金胎体粉,它的具体的优势体现如下:2.1 性质稳定, 不易氧化,保质期达一年之久.2.2 它只有一个来源、成份始终如一,不会混入其它成份.2.3 它与金刚石表面在750℃即开始产生强力的亲和, 使胎体对金刚石产生良好的包锒,因此可以适当降低金刚石的浓度, 而不会降低寿命, 同时也提高了工具的锋利度.2.4 佛刚预合金粉即使在930℃下烧结也不会使金刚石表面碳化严重2.5 佛刚预合金粉在烧制相同硬度的胎体时,烧结温度比单元素混合粉胎体通常可低20-50℃, 十分有利于节省模具、电耗、提高生产效率2.6 佛刚合金粉有着广大的各类工具的持久用户, 用户的成功经验又促进了佛刚预合金粉的日趋完善、稳定和更有效的广泛应用2.7 成本：佛刚合金粉相对于同类效能的混合金属粉胎体的成本要低20-60%.2.8 成型性：由于添加了合金纤维，佛刚预合金粉的冷压坯强度特别的高2.9 抗冲击韧性：同样因添加了合金纤维，佛刚预合金粉的烧成胎体的抗冲击韧性特别好.3. 被加工材料的分类及意义根据佛刚的测试标准、和二十多年来的生产工艺经验以及客户使用结果的总结, 根据材料的硬度,强度, 塑性, 耐磨性、韧性的综合指标,我们把被加工材料分成以下10级；1 级; 碳素，新混凝土，红砖，玻璃纤维，轻质耐火材料，人造石，松软大理石，如汉白玉、雅士白2 级: 普通玻璃，莹石，多孔耐火材料，沉积岩，琉璃瓦，致密大理石，如莎安娜米黄，玫瑰红3 级: 钢化玻璃，沥青路，板岩，陶质制品，坚硬耐磨大理石，如黑白根，大花绿4 级: 粗晶浅色、胶结不致密的花岗石，玄武岩，砂岩，板岩，马路，如603、白麻5 级: 中晶深色、胶结致密的花岗石，多孔陶瓷，软玉，单晶硅，如635、岑溪红、将军红6 级: 细晶红色、坚硬致密的花岗岩，硬玉，玛瑙，蛇纹岩，多晶硅，如印度红、巴西红7 级：玻化砖，石英玻璃，微晶玻璃，玛瑙，石英石，钢筋混凝土，硅化木8 级: 锆石，黄玉，硅碳棒，致密型耐火材料，工程陶瓷，轴承，汽缸，高速钢9 级:刚玉，烧结碳化硅，微晶陶瓷，硬质合金，红宝石，蓝宝石，石榴石10 级: 微晶刚玉，烧结碳化硼，氮化硅，氮化硼分类的意义在于方便、有效、准确地设计出工具的配方, 而预合金粉则为配方设计提供了快捷的通道，佛刚预合金粉建立在反复的测试和长期的应用基础之上，因此具有非常现实的针对性.对降低工具成本, 提高工具寿命, 提高工具锋利度, 具有非常可靠的依据4. 佛刚预合金粉所适应的工具分类C. 切割类金刚石的工具C1. 圆锯片单锯刀头（6 00~%3000） C2. 组合式圆锯刀头（600-Φ1600C3. Φ300-Φ500 小锯片 C4. Φ105系列小锯片(♀80-Φ200)C5. 往复式锯条, 排锯刀头绳锯齿C6. 金刚石刮刀/滚筒C7. 干切系列工具 C8. 磨边抡M: 磨削类工具M1: 金刚石磨块（16#~3000#）M2: 平磨工具, 衍磨条、油石M3: 环形、碗形、杯形磨轮 M4: 干磨系列磨具M5: 树脂系列磨轮 M6: 水磨砂轮D: 钻进类工具D1: 地质钻头D2: 工程钻头,薄壁钻头D3: 小型打孔钻头D4: 干钻系列工具佛刚预合金粉在以上工具中均有直接或间接的成熟经验，如果客户能积极配合，通常只需2~3次的试用即能解决大多数问题5. 工具使用条件对预合金粉的要求5.1 压力: 工具的工作压力越高, 相应地佛刚预合金粉的强度要求也会越高,并且相应地硬度也越高,反之亦然.5.2 速度: 工具的切、磨线速度越高, 产生的冲击力和热量就越大,佛刚预合金粉有相应的强度、韧性的预合金粉来匹配, 此时硬而脆的胎体就不会产生好的结果, 必须要有强韧且红硬性好的胎体与之相适应.5.3 冷却状态: 冷却效果较好时工具胎体的耐热性、红硬性一般都能适应,，但在风冷、或冷却状态不佳时，对胎体的散热性和红硬性有更严格的要求, 尤其是在干切,干磨的状态下,工具的表面温度会达到600℃以上, 此时如果胎体的红硬性不佳, 散热性不好，工具很快就会失效，佛刚预合金粉充分考虑到了这些因素的变化,这也是佛刚预合金粉的优势之一.6.工具制造工艺对预合金粉的要求A: 烧结工艺: 从压制的角度来看, 金刚石工具的生产方式主要是：A1: 冷压成形——热压烧结A2: 冷压成形——无压烧结A3: 粉末松装——直接热压这三种不同的压制工艺对合金粉的性能特点要求有所不同，为确保工具的最佳优性价比, 合金粉必须要适应此不同的压制工艺.适用于A1 的预合金粉必须易于成型适用于A2 的预合金粉不仅要求易于成型，还必须烧结活性好, 液相含量高, 相互粘结性好适用于A3 的预合金粉只要求烧成品的综合性能满足要求即可B. 粉末冶金金刚石制品的烧制气氛通常有：B1. 石墨阻氧烧结B2. 氨分解N2+H2混合烧结 B3. 真空烧结B4. 纯N2保护烧结B5. 纯H2还原烧结不同的气氛下对预合金粉的高温氧化性能的要求也不同, 同时必须考虑到成本: 镍、钴、铬含量高的胎体的抗氧化性较好, 但成本偏高. 佛刚预合金粉粉末的抗氧化性能设计综合考虑了这些因素，同时具备抗氧化性能好和低成本的优点.C. 焊结温度: 常规的银焊片的焊接温度在630-780℃之间, 这对预合金粉的烧成品的软化温度是有一定的限制，即成品的软化温度,必须高于焊接温度, 否则刀头会变形性或能下降. 佛刚预合金粉充分考虑了这些情形, 希望广大客户在购置佛刚预合金粉时告知焊接温度.7. 金刚石性质对预合金粉选择的影响7.1 强度: 金刚的强度越高要求烧成预合金粉胎体的强度、硬度也相应地越高, 否则不能充分发挥高强金刚石的应有的效能. 并且, 要求胎体的红硬性也较高, 因为高品级金刚石的负荷通常较大，平均工作时间也较长, 单位时间产生的热量也较高, 因此必须有适当红硬性的胎体来适应.7.2粒度: 粒度较粗的金刚石其单位比表面积较小, 要求预合金粉对金刚石的包锒性能更好, 且强度和韧性要求也越高,否则就会造成金刚石的浪费. 反之亦然！金刚石工具配方设计的基本原理8.1 金刚石品级选择的主要依据8.2金刚石粒度选择的主要依据8.3 金刚石浓度选择的主要依据为了准确地分析工具的使用结果, 以下情况供参考影响工具寿命,锋利度的主要因素：a. 胎体的耐磨性, 硬度, 强度,韧性是否适应所加工的材料b. 金刚石的粒度, 浓度, 品级的选择是否与预合金粉及被加工材料的性质相适应c. 单位切割深度的大小d. 切割速度(切割冲击力的大小)e. 冲洗、冷却及排屑状态f. 加工的强度,硬度,耐磨性,韧性。
石墨对金刚石工具胎体性能的影响
石墨对金刚石工具胎体性能的影响刘英凯赵振艳林强姚俊青李顺卿（河北省金刚石工具工程技术研究中心050035石家庄）摘要：本文对石墨在金刚石工具中的应用进行了研究。
探讨了石墨加入量、石墨粒度及石墨类型对金刚石工具胎体性能的影响。
结果表明：随着石墨加入量的增加，胎体的孔隙率逐渐增高，致密度降低；加入鳞片石墨的胎体致密度要高于加入颗粒石墨的胎体。
不加石墨的胎体抗弯强度为800MPa，随着石墨加入量的增加，胎体抗弯强度逐渐降低，当-325目颗粒石墨加入量达到2.5%时，胎体抗弯强度仅为470MPa，降低了40%。
在加入量一定的情况下，200目以粗颗粒石墨对胎体抗弯强度的影响要高于相同粒度的鳞片石墨和-325目颗粒石墨。
关键词：石墨胎体性能孔隙率抗弯强度1 前言金刚石工具被广泛的应用于土木工程、石材加工、交通工业、地质勘探与国防工业等领域[1]。
随着金刚石工具使用的普及，其价格一跌再跌，相关企业面临着巨大的成本压力。
因此国内外本行业的研究人员进行了大量的试验研究，开发出了价格相对低廉的Fe基、Cu基胎体，替代传统的Co基、Ni基胎体。
同时随着经济的飞速发展，社会的人工成本逐渐增加，终端使用者要求金刚石工具具有更高的使用效率。
因此，目前金刚石工具行业的开发方向是应用Fe、Cu基胎体开发高性能金刚石工具。
在胎体中加入添加剂元素是改善胎体性能的有效方法，石墨作为一种胎体弱化元素被行业内的研究人员所关注[2-4]。
本文将石墨作为添加剂元素加入Fe、Cu 基胎体中，重点考察了石墨粒度、石墨含量和石墨种类对金刚石工具胎体性能的影响。
2 试验方法及试验设备2.1 试验原料制备胎体的原材料金属粉末有：羰基铁粉、电解铜粉、钴粉、镍粉和锡粉，粒度均为-200目，纯度≥99.2%。
石墨粉末：颗粒石墨，含碳量99%以上，过筛后分为200目以粗和-325目两个粒度组成；鳞片石墨，产地山东青岛，纯度99%，呈扁平状，如图1所示，直径在80μm-200μm之间，厚度20μm左右。
金刚石工具胎体材料中碳化物形成元素的行为
金刚石工具胎体材料中碳化物形成元素的行为
秦喜杰;殷声;赖和怡
【期刊名称】《粉末冶金技术》
【年(卷),期】1992(10)2
【摘要】研究了金刚石胎体材料中的碳化物形成元素(Cr,Ti,W)与石墨和金刚石之
间的粘结行为。
结果表明,碳化物形成元素与石墨或金刚石发生反应而形成碳化物层。
通过碳化物层,胎体材料与金刚石之间产生冶金结合。
Co基和Cu基胎体材料中加入Cr可提高胎体对金刚石的粘结强度,Cr对Co基胎体本身也有固溶强化作用。
W对金刚石有一定粘结作用。
【总页数】5页(P87-91)
【关键词】金刚石工具;粘结;胎体材料;铬;钨
【作者】秦喜杰;殷声;赖和怡
【作者单位】北京科技大学
【正文语种】中文
【中图分类】TF125.34
【相关文献】
1.胎体中强碳化物形成元素对金刚石工具质量的影响 [J], 苏云
2.碳化物形成元素对金刚石工具粘结剂性能的影响 [J], 黄炳南
3.稀土元素铈（Ce）在金刚石工具胎体合金中的行为 [J], 孙毓超;宋月清;等
4.钴基金刚石工具胎体材料中碳化物形成元素的作用 [J], 宋月清;孙毓超;殷声;赖
和怡
5.稀土元素镧在金刚石工具胎体材料中的作用机理研究 [J], 宋月清;夏志华;甘长炎;袁冠森
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单质磷的熔点远低于烧结温度，在烧结过程中
收稿日期：2017 − 05 − 04 基金项目：国家国际科技合作计划资助项目 (2015DFA50470)
会强烈挥发，因此通常以 CuP8，FeP24 预合金粉的 形式向铁基胎体中加入 P 元素[14-15]. 而铁基胎体的 烧结温度 (800 ℃) 正好处于两种预合金粉固相线 之间，这就可能使烧结后预合金粉的形态、磷化合 物的分散度以及胎体的组织和性能产生差异. 文中 旨在通过研究 P 元素的加入形式对铁基金刚石工 具胎体组织性能的影响，为含磷预合金粉在金刚石 工具中的选用提供更多的数据支撑.
800
烧结温度 T/°C
600
400
200
0 0
Tmax = 760 °C Tmax = 800 °C Tmax = 840 °C
100 200 300 400 500 600 烧结时间 t/s
图 1 烧结胎体的热压工艺曲线 Fig. 1 Process curve of sintered matrix
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焊接学报
第 39 卷
为确保试验具备参照性，以混合后粉末中各元 素质量分数相同为原则，将几种粉体按一定比例混 合，制成两种混合粉末，在此分别命名“CuP 混合粉”和 “FeP 混合粉”. 两种混合粉均含 90% Fe，9.2% Cu 和 0.8% P. 混合方式如表 2 所示. 利用混合粉热压烧结 的烧结胎体分别命名为“CuP 粉胎体”，“FeP 粉胎体”.
纹源而降低胎体的抗弯强度. 因此，选用 CuP8 预合金粉更有利于获得高性能铁基金刚石工具胎体.
关键词： P 元素；预合金粉；加入形式；胎体组织性能
中图分类号：TG 425
文献标识码：A
doi：10.12073/j.hjxb.2018390275
0 序 言
金刚石工具锋利度高、硬度高、耐磨性强，已在 建筑、汽车、地质、机械、电子、冶金、陶瓷等行业得 到广泛应用[1-3]，也是研究的热点问题[4-7]. 目前市面 上常见的金属基金刚石工具，根据其胎体主要成分 的可分大致为钴基、铁基、铜基三种[8]. 钴基胎体具 备优良的红硬性、包镶能力、自锐性，综合性能最 好. 但钴是战略稀缺资源，昂贵且波动较大的价格 使钴在金刚石工具中的使用受到很大限制. Fe 与 Co 属于同族元素，具有相似的晶体结构和性能，但 价格低的多，以铁代钴降低成本一直是金刚石工具 发展的趋势. 铁基胎体金刚石工具与烧结温度更 低、压延成形性更好但机械性能较差的铜基金刚石 工具构成了一个廉价的金刚石工具系列[9-10].
1 试验方法
试验所用原料包括还原铁粉、电解铜粉、自制 的 CuP8 预合金粉和河南颖川新材料科技有限公司 生产的 FeP24 预合金粉. 其化学成分及粒度特征如 表 1 所示，其中，粒度特性采用 MALVERN MS2000 型激光粒度仪进行测试.
表 1 预合金粉化学成分及粒度特性 Table 1 Chemical compositions and particlechara-
压制成的烧结胎体打磨掉氧化皮后，采用洛氏 硬度计测量硬度，利用阿基米德原理测试密度[16]， 采用 MTS C45.105 万能材料试验机根据标准 GB/ T232—2010《金属材料弯曲试验方法》测试抗弯 强度. 利用 Phenom XL 扫描电镜 (SEM) 观察胎体 组织，并使用其附带的能谱分析 (EDS) 测试元素分 布情况.
第 39 卷 第 11 期
焊接学报
Vol.39(11):069 − 072, 107
2 0 1 8 年 1 1 月 TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTITUTION
November 2018
P 元素加入形式对铁基金刚石工具胎体 组织性能的影响
薛弘宇， 于新泉， 纠永涛， 钟素娟
2 试验结果与分析
2.1 胎体组织分析 根据 Fe-P 相图、Cu-P 相图可知[13]，CuP8 预合
金粉固相线为 714 ℃，主要由富铜相 (Cu) 和 Cu3P 化合物相组成；FeP24 预合金粉固相线为 1 262 ℃， 主要由 FeP，Fe2P 化合物组成. 目前工业生产中采
cteristics of pre-alloyed powder
粉末
名义化学成分w(%)
Fe
Cu
P
粒度特性d/μm (0.5) (0.9)
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
FeP24预合金粉
76
—
CuP8预合金粉
—
92
还原铁粉
100 —
电解铜粉
— 100
24 14.312 31.885 8 31.528 80.127 — 60.796 109.784 — 41.261 100.906
表 2 混合粉成分 (质量分数，%) Table 2 Compositions of mixed powder
粉末名称
CuP混合粉
FeP混合粉
FeP24预合金粉
—
3.3
CuP8预合金粉
10
—
还原铁粉
90
87.5
电解铜粉
—
9.2
使用热压烧结机将混合粉压制成胎体合金块， 烧结压力 30 MPa，烧结时间 3 min，最高烧结温度 分别为 760，800，840 ℃. 烧结工艺曲线如图 1 所示.
溶体 (Cu)、Fe3C 化合物组成，加入 FeP24 的烧结胎体中还存在 Fe2P 和 FeP 化合物. P 元素加入形式对胎体性能影 响显著，向胎体中加入 CuP8，P 元素几乎全部脱离 CuP8 进入铁基体，相比于加入 FeP24 的胎体，P 元素分布更均
匀，胎体硬度、抗弯强度等性能指标均有提高. FeP24 在热压过程中会产生微裂纹，这些微裂纹可能成为基体的裂
(郑州机械研究所有限公司 新型钎焊材料及技术国家重点试验室，郑州 450001)
摘 要： 以常用的 CuP8，FeP24 两种预合金粉作为研究对象，运用 SEM，EDS，硬度和抗弯强度等研究分析手段，研
究了以不同形式加入 P 元素对铁基金刚石工具胎体组织性能的影响. 结果表明，烧结后胎体组织由 α-Fe、含铁固