钎焊金刚石工具的研究现状及存在问题分析

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2023年金刚石工具行业市场分析现状

2023年金刚石工具行业市场分析现状

2023年金刚石工具行业市场分析现状金刚石工具是一种使用金刚石作为磨料的工具,具有硬度高、耐磨性强、使用寿命长等特点,在建筑、钢铁、石材、电子等领域有着广泛的应用。

目前,金刚石工具行业呈现出以下几个主要特点:一、市场规模庞大。

随着建筑、钢铁、石材等行业的发展壮大,对金刚石工具的需求不断增加。

据统计,全球金刚石工具市场规模已经达到几百亿美元,预计未来几年市场规模仍将保持增长势头。

二、技术创新促进行业升级。

金刚石工具行业一直在不断进行技术创新,开发出了更高效、更耐磨的金刚石磨料和工具。

例如,开发出了金刚石合成单晶材料、金刚石复合材料等新型材料,提高了金刚石工具的使用寿命和加工效率。

三、行业竞争激烈。

由于金刚石工具市场前景广阔,吸引了很多企业进入该行业,竞争压力较大。

国内外金刚石工具企业纷纷加大研发投入,提高产品质量,降低生产成本,以获取更大市场份额。

四、国内外市场格局差异明显。

由于不同国家地区的经济发展水平和市场需求存在差异,金刚石工具市场格局也存在一定差异。

国外市场主要由一些发达国家的企业垄断,而国内市场则有一些大型企业崛起,但整体上还处于发展初期。

五、产品结构不断升级。

随着行业的发展,金刚石工具从最初的砂轮、锯片等单一产品逐渐发展成为具有多种功能的复合型工具。

例如,一些企业推出了钻头、立铣刀等新型金刚石工具,满足不同领域的加工需求。

六、加工技术提升和应用扩展。

金刚石工具行业在加工技术方面取得了很大进展,不仅能够满足常规加工需求,还能够应对各种复杂加工工艺。

同时,随着新兴领域如半导体、光电子等的兴起,金刚石工具的应用范围也逐渐扩展。

综上所述,金刚石工具行业市场前景广阔,市场规模庞大,并且在技术创新、产品结构升级和应用范围扩展等方面正在不断发展和壮大。

但需要注意的是,随着市场竞争的加剧,企业需要不断提高产品质量和服务水平,加强市场营销和品牌建设,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。

对目前金刚石磨具钎焊工艺分析

对目前金刚石磨具钎焊工艺分析

对目前金刚石磨具钎焊工艺分析摘要:随着我国经济的迅速发展,各种各样的工业材料的应用范围与数量也随之增多,其中以玻璃、陶瓷、石材的使用量最为突出;而作为切割他们的用具——金刚石磨具,也越来越显现出它重要的作用;有调查研究表明:在平板玻璃加工工业这一方面,金刚石磨具的应用呈现稳步增长的趋势。

但与此同时我们也要注意到这样一个事实:金刚石磨具的钎焊工艺与金刚石磨具的使用寿命有着一定的关系。

只有保证了产品的质量,才可以最大程度上的创造出更多的经济效益。

在本文中,我们主要就目前金刚石磨具的钎焊工艺进行研究与分析。

关键词:金刚石磨具;钎焊工艺随着科技的进步,金刚石作为切割材料的一种工具也被广泛使用;随着其合成技术的不断进步发展,金刚石磨具在提高材料的利用率与产量上的优势也逐渐凸显出来,很快便取代了传统的磨具。

在现在看来,在玻璃深加工等各个领域金刚石磨具的应用十分广泛。

1.钎焊工艺钎焊工艺,它主要采用了比母材熔点低的金属材料当做钎料,先将焊件与钎料加热到高于钎料熔点但要低于母材熔化的温度,利用液态的钎料将母材润湿,填充材料之间的接头间隙,与此同时与母材之间形成相互扩散以便最终实现连接各个焊件的一种工艺方法。

但在进行这项工艺之前一定要确保各个工件都进行了严格的清洗与加工:确保工件表面的油污与氧化膜已经去除掉,为钎焊的顺利进行打下基础。

同时还要注意接口装配间的间隙,一般在0.01~0.1毫米之间为最佳。

2.金刚石磨具的钎焊工艺分析金刚石作为一种特殊的材料,以其突出的高硬度、最好的导热性、良好的耐磨性赢得长期关注,同时也是加工各类坚硬材料不可缺少的工具。

金刚石特殊的晶体结构与其他材料有着明显的差别,将其做成磨具对其他物体进行切割是现在应用最广的一种。

用钎焊技术将金刚石与其他材料进行完美的结合,不仅再次增强了其强度,还可以大大提高其使用寿命。

根据金刚石自身的物理性质,因其界面上的结合强度高,所以只需要很薄的结合剂就可以将磨粒很好的保持住,并且裸露度可高达70%~80%。

对目前金刚石磨具钎焊工艺分析

对目前金刚石磨具钎焊工艺分析

对目前金刚石磨具钎焊工艺分析金刚石磨具是一种高硬度、高强度的耐磨材料,具有优异的耐磨性、高热稳定性和化学稳定性,并且可以耐受极高的压力。

这使得金刚石磨具的应用范围非常广泛,如在磨削、修整、切割、打磨等领域都得到了广泛的应用。

金刚石磨具作为一种高精密度机械零部件,制作工艺对其品质和性能影响非常显著。

本文将对目前金刚石磨具钎焊工艺进行分析。

一、金刚石磨具钎焊概述金刚石磨具的加工采用的主要是钻头钻孔加工以及钎焊技术的应用。

传统的金刚石磨具的制作方法即是采用焊接技术,将金刚石和金属基体通过焊接的方法连接在一起。

在目前的金刚石磨具钎焊过程中,常用的金属基体包括钨、钼、钛、铜、铝等。

而金刚石多采用人造金刚石和天然金刚石。

钎焊工艺流程如下:1. 材料准备:金刚石、金属基体、钎料、流动剂。

2. 加热:将金属基体加热到钎料的熔点,使其熔化。

3. 布料:在金属基体上涂布流动剂,并将金刚石放置在其上。

4. 钎接:将熔化的钎料浸入流动剂中,形成钎接液,液体通过表面张力作用将金属基体和金刚石牢牢钎接在一起。

5. 冷却:冷却工件,使其形成坚固的结合。

二、不同金属基体对钎焊影响分析钎焊金刚石磨具时,不同金属基体的选择对钎接质量和加工性能都有很大的影响。

常见的金属基体有铜、铁、钨和钼。

1. 铜基体:铜基体钎焊早期应用非常广泛,其密度小,导热性好,热膨胀系数小,因此容易焊接,并且金刚石与铜的密合性很好,但其软度较高,难以满足高精度和高要求的应用。

2. 铁基体:铁基体钎焊容易,但其承受高负荷时容易发生变形,且铁基体可能难以与金刚石粘合,需要采用表面处理技术。

3. 钨基体:钨基体的加工精度和硬度非常高,其粘合能力较好,但密度大、抗腐蚀能力较差。

4. 钼基体:钼基体钎接效果最好,其具有高硬度、高强度、稳定性好、高耐腐蚀性和高温特性优点。

钼基体的金刚石磨具在应用中得到了广泛认可。

三、钎焊工艺常见问题及解决思路1. 粘接层脱落问题:在钎接过程中,粘接层的质量对工作效果有着决定性影响。

钎焊单层金刚石工具研究现状

钎焊单层金刚石工具研究现状

中 图分 类 号 :T 4 4 G 5
文献 标 志 码 :A
0 引 言
1 钎 焊 工 艺
硬 脆 材 料 ,如 石材 、玻 璃 、陶 瓷 等 普 通 建 筑 材 料 ,以及 宝石 、半导 体 、工程 陶瓷 、光 学 晶体 、磁性
材 料 、生 物 陶瓷等 高 档先 进 工程 和 功 能 材料 的加 工 ,
首 先要 对金 刚石 具有 足够 的活性 ,要 包含 强碳 化物形
其他 磨料相 比 ,具有 极 高的硬 度 、高相 对耐磨 性 、热
导 率 和抗 压 强 度 n。 因此 ,金 刚 石 工 具 是 硬 脆 材 料 ]
切 割 、磨 削 等 加 工 的最 常用 工 具 。在 金 属 结 合 剂 金
周 玉梅 张凤 林 .
( . 恺农 业 工 程 学 院 机 电 工程 学 院 ,广 东 广 州 5 0 2 ;2广 东 工 业 大 学 机 电工 程 学 院 ,广 东 广 州 5 0 0 ) 1 仲 12 5 . 10 6
摘 要 :与 单 层 电 镀 金 刚 石 工 具 相 比 ,钎 焊 单 层 金 刚 石 工 具 由 于金 刚 石 出刃 高 ,容 屑 空 间 大 ,金 刚 石 与 基 体 之 间 的 结合 强 度 高 而成 为 近 年 来 超硬 材 料 工 具 的 热 门研 究 领 域 。 本 文 分 别 从 钎 料 及 钎 焊 方 式 、 金 刚 石 有 序 排 布 、界 面微 观 结 构 及 界 面 热 力 学 与动 力 学 以 及 钎 焊 工
刚 石 工 具 的 制 造 工 艺 中 .烧 结 和 电 镀 是 2种 最 主 要 的
制 造 方 法 。 由 于金 刚 石 与 结 合 剂 之 间 的 结 合 强 度 较

2022年行业分析我国金刚石工具发展现状分析

2022年行业分析我国金刚石工具发展现状分析

我国金刚石工具发展现状分析进展现状金刚石工具广泛应用于地质勘探、石材、机械、汽车及国防工业等各个领域,机械加工用的磨具、地质钻头及石材锯切工具的制造工艺水平已有很大提高。

产品已形成系列化、标准化,品种规格齐全,产品质量稳定,部分产品在国际市场上具有肯定的竞争力。

金刚石单晶绝大多数是用来制作各种金刚石工具,其种类许多。

我国生产的金刚石锯切工具品种规格齐全,质量稳定。

据统计,近几年来金刚石钻探工具的市场需求量约为12~15万支,基本上可满意市场需求;随着建筑业的进展和家用空调的普及,用于管线安装和空调整机安装及旧楼改造,施工用金刚石薄壁工程钻头需求量也在日益增加,用于石油、煤田勘探的PDC钻头的需求量也相应增加,我国所生产的金刚石复合片在质量上还不过关,有待于进一步讨论改进,不断提高产品质量,转变目前PDC钻头依靠进口的局面。

在机械加工中,金刚石砂轮、PCD工具刀具、珩磨油石、修整滚轮、拉丝模等都得到广泛应用:树脂结合剂金刚石砂轮用量很大,年产量约为100万片以上;金刚石聚晶拉丝模的性能优于自然金刚石模和硬质合金模,因此在拉丝行业中应用许多,尤其是CVD金刚石拉丝模的消失,为掌握15mm以下的线材供应了牢靠的拉丝工具。

PCD刀具是主要用于有色金属与非金属材料的加工,据报道,PCD刀具在汽车、摩托车、家用电器、木材加工及通用机械等行业中的需求量逐年增加,据统计,至1997年的需求量已达26000把,尤其是在木材加工,PCD刀具的潜在市场很大,有待我们进一步开发。

金刚石修整滚轮是一种技术含量很高的高科技产品,1997年我国金刚石滚轮的用量为3000支,估计今年的需求量可望达到4500支。

存在的问题尽管我国生产的各种金刚石工具在各行业得到广泛应用,并取得显著的经济效益,但其技术水平与国外同类产品相比还有肯定的差距,主要表现在:整个金刚石工具产业缺乏统一管理和宏观调控。

由于盲目进展,整个金刚石工具生产布局消失散而乱、遍地开花的局面,工具销售市场产品质量不稳定,竞争无序,价格混乱。

金刚石工件的钎焊

金刚石工件的钎焊

金刚石工件的钎焊金刚石是目前世界上发现并在工业上能大量使用的最硬的材料。

它除了具有超硬特性外,有独特的力学、光学、声学、热学及电学性质,很难找到一种想金刚石这样集多种优异性能于一身的材料。

它既是一种重要的超硬材料,同时也是一种具有特殊用途的新型功能材料。

金刚石晶体结构中,碳原子拥有四价状态,即sp3杂化状态。

金刚石结构的基本特点是每个碳原子与四个邻近的碳原子共用四对价电子,形成4个共价键与周围的原子连接,形成一个四面体。

其键长均0.154mm,它们的方向性很强,分别指向以碳原子为中心的正四面体的四个顶角。

金刚石晶体是由许多四面体叠加而成。

共价键是饱和键,具有很强的方向性,因使金刚石具有很大的强度。

由于在结晶晶格中碳原子形成的正四面结构在空间的排列有两种形势,从而存在着立方晶系和六方晶系两种金刚石结构。

在金刚石的各种性能中,硬度、耐磨耗性和刚度性能最具特色。

金刚石是迄今地球上最硬的天然物质,在莫氏硬度,金刚石的莫氏硬度为10。

莫氏硬度1~9级之间几乎为等间隔的,而9~10级之间不符合这一等差排列梯度。

碳化硅(Sic)和刚玉(Al2O3)的莫氏硬度为9,碳化钨(WC)为9.5。

金刚石的硬度是刚玉硬度的5倍,石英的12倍,碳化钨的4.7倍,碳化硅的4倍,碳化硼的3.7倍,立方氮化硼的2倍。

需要注意的是,金刚石的硬度呈各向异性,不同晶面和不同方向上的硬度不同。

金刚石的体积弹性模量为5.42×105MPa,比公认体积弹性模量非常大的钨还要大。

虽然金刚石的抗压能力很强,而抗拉强度则不高(硬脆性)。

金刚石的磨耗量因摩擦方法不同而有很大变化,用于钻头的人造金刚石烧结体的磨耗比一般在1:3×104 ~ 1:8×10之间;用作拉丝模的磨耗比在1:105 ~ 1:3×105之间。

由于碳原子稳定特性,以及金刚石是强共价键结合,因而金刚石在常温下的化学性质非常稳定,耐磨碱及其他化学药物的腐蚀。

我国钎钢钎具产业现状及对发展的建议

我国钎钢钎具产业现状及对发展的建议

我国钎钢钎具产业现状及对发展的建议随着我国经济的快速发展,钎钢钎具产业也成为了我国重要的产业之一。

近年来,钎钢钎具产业的发展势头非常迅猛,但同时也存在着一些问题和挑战。

本文将从我国钎钢钎具产业现状出发,探讨其发展面临的问题,并提出一些对发展的建议。

一、我国钎钢钎具产业现状1.行业规模目前,我国钎钢钎具行业规模不断扩大,产业链条逐渐完善。

据统计,2019年我国钎钢钎具出口额达到了17.8亿美元,同比增长了2.7%。

同时,国内市场对钎钢钎具的需求也在不断增长,预计未来几年行业规模将继续扩大。

2.企业数量我国钎钢钎具企业数量众多,其中大型企业较少。

据不完全统计,我国钎钢钎具企业数量已超过2000家,但规模较大的企业不足10家。

大多数企业规模较小,技术水平有限,缺乏核心技术和自主知识产权。

3.技术水平我国钎钢钎具行业的技术水平整体较低,尤其是高端产品的研发和生产水平还有待提高。

目前,国内钎钢钎具企业的技术水平主要集中在模仿和改进上,缺乏自主创新能力。

同时,国外先进技术的引进和消化吸收还存在一些问题,需要进一步加强。

二、我国钎钢钎具产业发展面临的问题1.技术水平不高钎钢钎具产业的核心竞争力在于技术水平,但我国钎钢钎具行业整体技术水平相对较低,尤其是高端产品的研发和生产水平还有待提高。

2.产品结构单一我国钎钢钎具产业的产品结构相对单一,主要以普通钎子、螺栓等传统产品为主。

随着市场需求的变化,需要不断开发新产品,提高产品质量和技术含量,以适应市场需求的变化。

3.行业集中度低目前我国钎钢钎具行业的企业数量众多,但规模较大的企业不足10家。

大多数企业规模较小,技术水平有限,缺乏核心技术和自主知识产权。

行业集中度低,难以形成规模效应和品牌效应。

4.市场竞争激烈钎钢钎具行业市场竞争激烈,国内外品牌竞争加剧,市场份额逐渐被外资企业占据。

国内企业需要提高产品质量和技术含量,增强品牌影响力和市场竞争力。

三、我国钎钢钎具产业发展的建议1.加强技术研发我国钎钢钎具行业需要加强技术研发,提高自主创新能力。

Ni-Cr合金保护气氛钎焊金刚石的分析

Ni-Cr合金保护气氛钎焊金刚石的分析

Ni-Cr合金保护气氛钎焊金刚石的分析1. 引言介绍Ni-Cr合金保护气氛钎焊金刚石的意义和研究的背景。

2. Ni-Cr合金材料介绍Ni-Cr合金的特点、组成、性能等方面的知识,为后面的实验做准备。

3. 实验设计描述研究设计,包括实验样品的制备、实验条件、实验步骤等方面的内容。

4. 结果分析对实验结果进行分析,包括Ni-Cr合金保护气氛钎焊金刚石的焊接效果、金刚石与Ni-Cr合金结合的情况、金刚石和Ni-Cr合金的性能影响等方面进行分析。

5. 结论总结实验结果,提出Ni-Cr合金保护气氛钎焊金刚石的可行性、优缺点、未来发展方向等内容,并展望在金刚石磨具制造和应用领域的潜在应用价值。

一、引言随着现代科技的不断发展和进步,金刚石在制造和应用领域中扮演了越来越重要的角色。

然而,金刚石材料在实际应用中面临着一系列的挑战,例如它们容易破裂、具有复杂的形状、难以加工成百分之百的正确尺寸等问题。

为了解决这些挑战,科学家们进行了各种尝试,其中一种方法是利用Ni-Cr合金保护气氛钎焊金刚石。

Ni-Cr合金是一种抗氧化、高温强度和耐腐蚀性能优良的金属合金。

此外,它具有相对较低的密度和良好的加工性能,使其成为制造各种工业设备和金属部件的重要材料。

然而,由于金刚石的硬度和稳定性,通常很难与其他材料牢固地结合在一起。

因此,保护气氛钎焊Ni-Cr合金和金刚石可能是一种有效的方法来解决这个问题。

本论文将对Ni-Cr合金保护气氛钎焊金刚石的研究进行分析。

第2节将介绍Ni-Cr合金的特点、组成、性能等方面的知识,为后面的实验做准备。

第3节将描述实验设计,涵盖实验样品的制备、实验条件、实验步骤等方面的内容。

第4节将对实验结果进行分析,包括Ni-Cr合金保护气氛钎焊金刚石的焊接效果、金刚石与Ni-Cr合金结合的情况、金刚石和Ni-Cr合金的性能影响等方面进行分析。

最后,第5节将总结实验结果,提出Ni-Cr合金保护气氛钎焊金刚石的可行性、优缺点、未来发展方向等内容,并展望在金刚石磨具制造和应用领域的潜在应用价值。

Cu基钎料感应钎焊金刚石微粉工艺及其性能的研究中期报告

Cu基钎料感应钎焊金刚石微粉工艺及其性能的研究中期报告

Cu基钎料感应钎焊金刚石微粉工艺及其性能的研究
中期报告
摘要:
本研究针对Cu基钎料感应钎焊金刚石微粉工艺及其性能进行了实验研究,研究了焊接温度、焊接时间、焊接压力、钎料成分等因素对钎焊接头性能的影响。

结果表明,Cu基钎料感应钎焊金刚石微粉接头具有良好的焊接性能和机械性能。

关键词:Cu基钎料、感应钎焊、金刚石微粉、接头性能
1. 研究背景和意义
金刚石微粉在磨料、涂料、催化剂等领域具有广泛的应用。

而金刚石微粉往往需要与金属材料进行接合,以便更好地发挥其性能。

目前,金刚石微粉与金属材料的接合主要采用钎焊工艺。

然而,传统的钎焊工艺存在诸多问题,如焊接效率低、焊接质量难以控制等。

因此,研究新的金刚石微粉与金属材料的接合工艺至关重要。

2. 实验方法
本实验采用感应钎焊法对金刚石微粉与铜钎料进行接合。

实验中对焊接温度、焊接时间、焊接压力、钎料成分等因素进行了优化。

接头性能测试采用金相显微镜、拉伸试验机等设备进行。

3. 实验结果和分析
实验结果表明,在焊接温度为750℃、焊接时间为30s、焊接压力为3MPa、钎料成分为Cu-15P-Ni-Ag的条件下,接头性能最优。

此时,接头拉伸强度为77MPa,断口形貌为韧性断口。

4. 结论
Cu基钎料感应钎焊金刚石微粉接头具有良好的焊接性能和机械性能。

本研究为金刚石微粉与金属材料的接合提供了一种新的工艺方法。

钎焊金刚石磨具加工石材的实验研究

钎焊金刚石磨具加工石材的实验研究

钎焊金刚石磨具加工石材的实验研究
石材加工领域中,金刚石磨具有着无可比拟的优势。

然而与金属加工技术相比,石材加工技术研究起步晚,其加工机理、加工技术的研究基础薄弱,严重地制约了金刚石磨具在石材加工中的推广使用。

本论文在阅读了大量的中外文献资料的基础上,分析了钎料合金对金刚石的焊接性能,及其影响焊接性能的各种因素。

采用二次感应钎焊的新工艺对
Ag-Cu-Ti钎料进行了钎焊试验,研制出焊接界面达到较高强度的金刚石磨具。

本论文通过正交实验对钎焊金刚石磨具加工石材过程进行了研究。

研究了磨削加工过程中磨削力产生的机理,以及影响磨削力的各种因素,分析了各工艺参数对磨削力的影响规律。

参照金属磨削理论,对比分析金属磨削与石材磨削的加工机理,建立了石材磨削力的理论模型。

利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA进行动力学分析,对钎焊金刚石磨具加工石材过程进行了模拟。

在实验中通过改变工艺参数,得到工艺参数对磨削力的影响规律:提高磨削速度、减小进给速度以及减少磨削深度,石材工件表面等效应力、有效塑性变形及其所受的磨削力均有所减少,反之亦然。

对比分析了磨削力的有限元模拟结果与实验结果,计算二者产生的相对误差,验证了仿真结果的准确性,并修正了所建立的有限元仿真模型,进一步完善了磨削加工过程中工艺参数的选取规律。

本论文的研究旨在提高石材加工效率和改善被加工石材表面质量。

因此,本课题研究成果可以进一步地完善金刚石磨具对石材的加工技术,从而指导实际生产,使我国石材加工技术向着更高、更长远的方向推进。

金刚石复合片钎焊技术的探讨

金刚石复合片钎焊技术的探讨

金刚石复合片钎焊技术的探讨前言聚晶金刚石PCD 是由金刚石微粉与粘结剂在高温高压条件下烧结而成的复合晶体材料,由于PCD 材料具有高硬度、高耐磨性、高弹性模量等显著优点,近年来已成为高档机械加工刀具、地质及石油钻头、石材加工工具、混凝土工具等高耐磨工具的首选材料。

但是PCD 的焊接工艺性差,钎焊是目前最常用的焊接方法。

PCD 的钎焊主要依靠润湿其中的金属粉或硬质合金基体实现。

但由于PCD 中金刚石允许的加热温度受限制(一般不允许超过760-800℃),所以钎料必须选用银基钎料,而常规银基钎料的耐热温度较低、对金刚石和碳化物的润湿性差,因此PCD 工具在使用过程中的脱焊成为主要失效形式之一,选用高性能的钎料、选择合理的工艺是提高PCD 钎焊质量的关键。

1 钎料的研制根据PCD 的钎焊特点钎料,应该满足下列条件:熔化温度不高于800℃,流铺性适宜钎料耐高温400℃以上,适宜通用的感应钎焊或火焰钎焊,对PCD 合金钢和硬质合金的润湿性好。

针对上述特点,对常用的银铜锌钎料进行了分析和选择,确定在含银量50 65 的银基钎料基础上添加强化元素,以改善钎料性能。

可添加的元素有Co Ni Mn Si Sn In B Ti Re 等。

通过分析这些元素在钎料中的作用,确定Co Ni Mn 作为主要添加元素,提高钎料接头强度。

SiSn In B Ti Re 作为微量添加元素,改善流动性、增加润湿性和降低钎料的熔化温度。

根据以上分析共研制了六种综合性能较好的合金。

2 钎焊工艺制定钎缝强度主要取决于以下三个因素:被连接材料的组织和状态、钎料和钎剂、钎焊过程。

2.1 被连接材料的焊前处理结合面设计:PCD 片的形状是由使用要求确定的,基体的槽型对钎焊强度和焊接内应力影响很大,最基本的设计原理是单面焊和最小应力焊接。

几何尺寸校验:最佳的装配间隙是0.1-0.15 mm,中部间隙应不大于四周间隙。

氧化层去除和去油:常用的清除表面氧化层的方法有磨削、喷砂、超声波清洗和化学处理等。

钎焊金刚石工具磨粒有序排布研究现状

钎焊金刚石工具磨粒有序排布研究现状
Байду номын сангаас学界 I研究园地
钎焊金 刚石工具磨粒有序排布研 究现状
何 梦 佳 司卫 征
摘 要 :文章综合 国内外钎 焊金 刚石工具的研 究成果,对 比几种典型金刚石工 具容屑空间和磨粒有 序排布对工具 性能的影响 ,总结 了 国内外金属结合剂金刚石工具磨粒有序排布 的研究成果,介绍了当前金 刚石磨粒有序排布常用的几种方法 ,原理及其优缺点 。 关 键 词 :金 刚 石 ;出 刃 ;容屑 空 间 ;有 序 排 布
3金 刚石工具磨料有序排布对 工具性能 的影响
在 常规 的金 刚 石 工 具 中 ,金 刚 石 是 随机 分 布 的 。在 磨 削 时 , 金 刚 石 富 集 的地 方 由于 金 刚 石 浓 度 高 ,金 刚石 密 集 ,重 复 磨 损 严重 ,且 由于容屑空 间减 小 ,工具易于堵塞 ,阻碍切屑 的排 除, 降低 切 削 效 率 。在 金 刚石 稀 少 的地 区 ,单 颗 金 刚 石 承 受 到 工 作 负荷过大 ,易于破碎和脱落,也不 能有效利用金 刚石 ,降低 了锯 切 效 率 。研 究 显 示 对 于 工 具 磨 粒 ,金 刚 石 颗 粒 的 位 置 是 影 响 金 刚 石 出刃 率 和 磨损 率 最 重 要 的因 素 。
文 章 综 合 国 内外 金 刚石 排 布 方 式 的研 究成 果 ,简 要 介 绍 了 金 刚石工具 的种类和金 刚石 工具容 屑空间,以及磨粒有序排布 对 工 具 性 能 的影 响 ,综 合 介 绍 了金 刚石 磨 粒 有 序 排 布 的 目标 、 方 法 和 原 理 , 以 及 当 前 常 用 的 金 刚 石 工 具 有 序 排 布 装 置 和 技 术 。
1金 刚石 工具简 介
金刚石工具种 类繁多,通常情况下按照工具制作方 法、粘 结剂 种 类 、用 途 、形 状 、加 工 对 象 等 进 行 划 分 。按 照 粘 结 剂 种 类 可 以将金 刚石 工具 分为金属粘 结剂工具、树脂粘 结剂工具、陶 瓷 粘 结 剂 工 具 , 其 中 又 以 金 属 粘 结 剂 金 刚 石 工 具 应 用 最 为 广 泛 。金属 粘 结 剂 金 刚 石 工 具 按 照 制 造方 法 不 同可 分 为 烧 结 金 刚 石工具、电镀金刚石工具和新兴的高温钎焊金刚石工具。

深度解析国内金刚石工具的现状与发展趋势

深度解析国内金刚石工具的现状与发展趋势

深度解析国内金刚石工具的现状与发展趋势区等主要的金刚石工具出口基地;另外以郑州为中心的中原地区和湖北鄂州地区的金刚石工具发展也很快。

金刚石工具发展中存在的问题和不足(1)生产企业自主创新能力不强行业的具体情况是:注重自主创新的标杆企业均能开发一些国际化的高端产品,但产量不大,难以满足国内外市场需求。

这些企业数量有限,可以代表国内的最高水平,但难以代表行业总体水平。

多数企业存在质量和效益的问题,生产经营成本上升和创新能力不足。

部分企业“去产能”任务更加繁重,落后的生产能力并没有大规模淘汰,金刚石工具生产企业的发展难以满足国内外市场多样化的需求。

目前很多新兴产业所用高档产品需要大力开发,进一步拓宽超硬材料各类制品的应用,这对企业的研发能力和创新能力是个大考验。

(2)生产技术需进一步提高,走专业化道路多数金刚石企业因为资金等问题不能及时完成技术更新,未能添置新型设备仪器。

若想开发出一流产品,没有先进的技术和设备是很难完成的。

对原材料的检测、生产工艺过程的严格控制等方面仍需不断改进。

众所周知,通用产品利润低,专用产品利润高,要想做好专用产品,实现个性化及定制化服务,必须熟知用户生产工艺,要能成为应用的指导专家,这一点不是一般性企业或单个团队可以快速实现的。

尽管近年来我国产品专用化程度有所提高,但任务依旧很重,这也是行业产品转型升级的必由之路。

(3)完善产品质量标准,特别要提高检验检测能力金刚石行业自1973年开始进行标准研究并提出草案,1979年第一个行业标准《人造金刚石》诞生,开启了行业产品标准制修订的序幕。

经过三十多年的发展,目前我国涉及超硬材料及其制品的现行国家与行业标准已达41项,为规范行业产品和推动行业发展起了巨大作用。

但随着我国工业化的发展,超硬材料行业不断进步,超硬材料产品应用领域不断拓展,超硬材料产品规格越来越多,很多产品无标准可循,加之我国生产企业众多,直接导致了市售产品的规格混乱,不同厂家产品的通用性差。

金刚石工具行业分析报告

金刚石工具行业分析报告

金刚石工具行业分析报告金刚石工具行业分析报告目录一、行业主管部门及监管体制二、行业政策三、行业发展趋势一、金刚石工具行业金刚石工具行业是指生产和销售金刚石及其制品的企业。

金刚石是一种高硬度、高强度、高热导率和高化学稳定性的材料,具有广泛的应用前景。

金刚石工具是利用金刚石制成的工具,广泛应用于切割、磨削、钻孔等领域。

金刚石工具行业的发展趋势主要包括技术创新、产品升级、市场拓展等方面。

二、小型建筑施工机具行业小型建筑施工机具行业是指生产和销售小型建筑施工机具的企业。

小型建筑施工机具是指用于建筑施工的各种机械设备,包括挖掘机、装载机、推土机、压路机等。

小型建筑施工机具行业的发展趋势主要包括智能化、环保化、多功能化等方面。

以上两个行业都有着广阔的市场前景和发展空间。

随着社会经济的不断发展,金刚石工具和小型建筑施工机具的需求量也在不断增加。

因此,企业应加强技术创新,提高产品质量,拓展市场,以适应市场需求的变化。

同时,政府也应该加强监管,制定相关政策,促进行业的健康发展。

2)小型建筑施工机具行业近年来,随着城市化进程的加快,小型建筑施工机具行业得到了快速发展。

该行业的主要产品包括挖掘机、装载机、推土机等。

这些机具在城市建设中起到了重要的作用,促进了城市建设的快速发展。

同时,随着人们对建筑施工机械化的需求不断增加,小型建筑施工机具行业也面临着更大的发展机遇。

3)行业发展趋势未来,小型建筑施工机具行业的发展趋势将会更加明显。

一方面,随着城市化进程的不断推进,建筑施工机械化的需求将会越来越高。

另一方面,随着科技的不断进步,小型建筑施工机具的性能和质量也将会不断提高。

这些因素将会促进小型建筑施工机具行业的快速发展。

1)硬质合金硬质合金是一种具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性和高热稳定性的材料。

它由钨钴合金和其他金属粉末经过高温烧结而成。

硬质合金具有很高的硬度和强度,可以用于制作各种刀具、钻头和耐磨件等。

2)硬质合金工具硬质合金工具是利用硬质合金制成的各种切削工具。

单层钎焊金刚石工具钻孔加工工程陶瓷的仿真及预应力加工的开题报告

单层钎焊金刚石工具钻孔加工工程陶瓷的仿真及预应力加工的开题报告

单层钎焊金刚石工具钻孔加工工程陶瓷的仿真及预应力加工的开题报告题目:单层钎焊金刚石工具钻孔加工工程陶瓷的仿真及预应力加工一、研究背景和意义工程陶瓷是一种具有高硬度、高强度、高耐磨性、高耐腐蚀性等特点的新型功能材料,广泛应用于航空航天、汽车、电子、化工等领域。

然而,加工工程陶瓷常常面临着加工难度大、效率低、成本高的问题。

钻孔是工程陶瓷加工的重要工艺之一,而金刚石工具是钻孔工艺中最为有效的工具之一。

为了提高工程陶瓷的加工效率和质量,需要研究金刚石工具钻孔加工工程陶瓷的仿真及预应力加工方法。

二、国内外研究现状及分析目前,关于金刚石工具钻孔加工工程陶瓷的研究主要集中于切削机理、工具材料、加工参数优化等方面。

其中,仿真技术在研究金刚石工具钻孔加工工程陶瓷过程中具有广泛的应用。

通过建立数值模型,可以分析金刚石工具与工件之间的接触与摩擦特性,计算出工件表面温度、试件的应力分布、材料剪切计算得出切削力、切削温度、损失等加工效果。

预应力加工则是在金刚石工具钻孔前通过在工件表面施加适当的压力或张力等力的方法,让工件达到一定的稳定状态,从而减少加工过程中的变形和应力集中等问题,提高加工质量。

三、研究内容和方案本研究将针对工程陶瓷的特点,设计单层金刚石工具,并通过有限元仿真技术对金刚石工具在钻孔过程中的切削力、切削温度、塑性变形等进行分析和模拟,并在此基础上提出预应力加工方法,通过施加适当的压力或张力等力的方法,让工件达到一定的稳定状态,从而减少加工过程中的变形和应力集中等问题,提高加工质量。

具体研究方案如下:1.根据工程陶瓷的物理特性,设计单层钎焊金刚石工具;2.通过建立钻孔的数值模型,使用ANSYS软件分析金刚石工具与工件之间的接触与摩擦特性,计算出工件表面温度、试件的应力分布、材料剪切计算得出切削力、切削温度、损失等加工效果;3.通过有限元仿真分析预应力加工对工件变形和应力的影响,选择合适的预应力加工方法;4.依据仿真结果,进行金刚石工具对工程陶瓷的钻孔实验和预应力加工实验,对实验结果进行分析和比较。

2023年我国金刚石工具的发展现状及展望模板

2023年我国金刚石工具的发展现状及展望模板

挑战
•1. 压力竞争:金刚石工具市场竞争激烈,不仅面临 国内的竞争,还需要应对来自国际市场的竞争压力。 未来,金刚石工具企业需不断提高产品性能和质量, 打造自身核心竞争力。 •2. 环境保护:金刚石工具生产过程中会产生大量的 废水、废气和废渣,对环境造成一定的压力。未来, 金刚石工具企业需要加大环保技术研发力度,提高 生产过程的环境友好性,并积极响应国家的环境保 护政策,实现可持续发展。
在技术领域中,技术性能的提升一直是推动行业发展和创新的重要因素之一。随着科技的不断进步和应用的广 泛推广,各行各业都迫切需要更先进、更高效的技术来应对日益复杂的挑战和需求。
芯片创新:满足信息技术需求
首先,技术性能的提升在信息技术领域具有重要意义。随着云计算、大数据和人工智能的兴起,对计算、存储 和处理能力的需求越来越大。为了满足这些需求,各大科技公司和研究机构不断投入资金和人力资源,推动芯 片和硬件技术的创新。例如,新一代处理器的研发使得计算速度大幅提升,硬盘容量的增加使得数据存储变得 更加便捷,而现代图形处理器的出现也使得图形和影像处理更加高效和逼真。
2.金刚石工具技术提升,为工业发展奠定基础
同时,金刚石工具的品质也得到了进一步提升,产品的表面光洁度、尺寸精度以及使用的稳定性都 得到了显著提高。未来,我们可以期待金刚石工具技术革新的不断推进,为我国的工业发展提供更 加坚实的基础。
应用领域不断拓展
1. 金刚石工具在石油钻采、矿山采掘等传统领域的应用不断拓展,不仅提高 了采掘效率,还降低了安全隐患。 2. 随着科技的进步,金刚石工具在新能源领域得到了广泛应用,如太阳能、 风能、水能等产业中的切割、磨削等加工过程中。
1. 制造业领域:金刚石工具广泛应用于金属切削 加工、石材加工、玻璃加工、陶瓷加工等领域, 有效提高了加工效率和质量。 2. 石油勘探领域:金刚石钻头是石油勘探中不可 或缺的工具之一,能够在地下深处进行高效、准 确的钻探,探测石油储藏量。

钎焊超硬磨料工具的研究进展

钎焊超硬磨料工具的研究进展
状况及锯切性能随钎料的不同而存在差异。试验证实,自制的铜基钎料钎焊温度低,
钎焊时金刚石的热损伤小,对金刚石有很好的把持力,而且钎料与所切割的石材有很
好的适应性,有效提高了金刚石的利用率。台湾大学采用Cu-15Ti-10Sn
合金钎料,比较了真空炉中钎焊方法(钎焊温度925℃、保温5min)和激光钎
和研究成果,分析了不同的钎料、工艺及方法对磨粒结合强度和界面微观结构的影响
。在此基础上,讨论了磨粒的优化排布问题以及在单层钎焊超硬磨料工具表面实现磨
粒有序排布的方法。
2 钎焊金刚石工具的研究现状
金刚石与一般的金属、合金之间有很高的界面能,其表面不易被熔化的金属或合
金所浸润。根据理论分析及文献报道,在一定的条件下,某些过渡族元素如Ti、V
射分析能观察到Cr3C2衍射峰,表明有Cr3C2生成。正是通过金刚石界面上
的碳化物层,合金材料实现了对金刚石的高把持力。磨削实验证实了金刚石确有高把
持强度,钎焊金刚石砂轮的耐用度及磨削效率较普通电镀砂轮明显提高。
华侨大学的黄辉等利用高频感应钎焊的方法,以Ni-Cr合金为钎料,尝试在
空气中直接进行金刚石磨粒的钎焊。通过适当控制钎焊电流和钎焊时间,实现了金刚
石与钢基体的牢固焊接。磨削实验表明,采用该方法制造的金刚石工具在金刚石磨粒
与基体之间有着较高结合强度,金刚石磨粒在整个加工过程中未出现脱落,金刚石磨
粒的磨损过程为正常磨损。另外,还尝试在自制真空炉中利用高频感应钎焊金刚石节
块。通过调整加热时间与加热功率来控制钎料加热温度,实现金刚石与基体的牢固连
4Sn-10.2Ti-1.5Zr合金作为钎料,研究了金刚石界面的微观结构。
钎焊工艺:真空度2×10-8Pa,钎焊温度930℃,保温时间10min,冷

我国钎钢钎具产业现状及对发展的建议

我国钎钢钎具产业现状及对发展的建议

我国钎钢钎具产业现状及对发展的建议随着我国制造业的快速发展,钎钢钎具产业也得到了迅速的发展。

目前,我国的钎钢钎具产业已经成为全球最大的生产和消费市场之一。

然而,我们也需要认识到,我国的钎钢钎具产业还存在一些问题和挑战。

本文将从现状和对发展的建议两个方面进行探讨。

一、现状1. 产业规模不断扩大。

我国的钎钢钎具产业规模不断扩大,已经成为全球最大的生产和消费市场之一。

2. 技术水平有待提高。

我国的钎钢钎具产业技术水平相对较低,与国际先进水平还有一定的差距。

3. 产品结构不合理。

我国的钎钢钎具产品结构不合理,高端产品比例较低,中低端产品占比较大。

4. 品牌影响力不足。

我国的钎钢钎具品牌影响力相对较低,国际知名品牌较少。

5. 环保问题亟待解决。

我国的钎钢钎具产业在生产过程中存在一定的环保问题,需要加强环保意识和技术改造。

二、对发展的建议1. 提高技术水平。

加强技术研发,提高产品质量和技术水平,缩小与国际先进水平的差距。

2. 调整产品结构。

加大对高端产品的研发和生产力度,提高产品附加值和市场竞争力。

3. 增强品牌影响力。

加强品牌建设,提高品牌知名度和美誉度,打造国际知名品牌。

4. 加强环保意识。

加强环保意识和技术改造,推广绿色生产方式,减少对环境的污染。

5. 加强国际合作。

加强与国际先进企业的合作,引进先进技术和管理经验,提高产业竞争力。

6. 建立健全的产业链。

加强产业链的建设,形成完整的产业链,提高产业的整体竞争力。

7. 加强人才培养。

加强人才培养和引进,提高产业的人才素质和创新能力。

8. 推动产业升级。

加强政策引导,推动产业升级和转型升级,提高产业的核心竞争力。

9. 加强市场监管。

加强市场监管,打击假冒伪劣产品,保护消费者权益。

10. 推动国际化发展。

加强国际化发展,拓展海外市场,提高产业的国际竞争力。

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台湾中国砂轮公司(KNIK.Inc)推出单层均布金刚石高温钎焊串珠,在不降低其寿命的条件下,金刚石用量减少50%,切割速度提高2倍。
作者所在课题组在国内外研究的基础上,采用Ni82CrBSi合金片状钎料,金刚石均匀排布在钎料片上,在低真空热压烧结炉中实现钎焊,对钎焊金刚石工具进行了初步研究,并且探索如何将钎焊这一技术用于孕镶工具中。从优化金刚石在胎体中的排布方式、金刚石粒度、浓度等静态结构参数及有效金刚石数量、金刚石间距等动态参数出发,实现单层金刚石在横向平面的有序排布,再通过叠层法在纵向呈错落排布,实现工作层中金刚石具备连续工作能力。为检验胎体对金刚石的包镶能力,特制作一只表镶金刚石钻头,进行5次开刃实验,并测得其最大平均出刃值。通过对钎焊单层工具金刚石出刃高度的测试(金刚石为45/50目),发现了其最大出刃值可达到70%以上,可以看出,钎焊技术可使金刚石与胎体的结合强度大大提高。对金刚石钻头(φ63mm)进行钢筋混凝土钻进模拟实验的结果表明,钻头在钻齿磨损近2mm时仍能继续工作,从理论上讲已经有两层金刚石参与了工作,这似乎说明了可以实现“孕镶”,具体的应用工艺仍在进一步研究之中。
钎焊金刚石工具的研究现状及存在问题分析
· 目前,用钎焊法制作金刚石(或立方氮化硼)工具已开始成为热点技术,但仅局限于单层工具,对于多层实现“孕镶”尚未见有成果发表。国外的钎焊技术研究始于20世纪80年代后期,但由于工作复杂至今仍停留在实验阶段,其应用也仅局限于单层工具;国内的高温钎焊技术研究起步较晚,与发达国家相比,研究的广度和深度远远不够,因而目前进展十分缓慢,但随着我国加入WTO,研究的步伐必然逐渐加速。
金刚石工具的使用效率与寿命除取决于金刚石磨粒被镶嵌的牢固程度外,还与胎体的耐磨性有关。胎体本身强度的高低、金刚石在胎体中的分布状态、金刚石的浓度等都会对胎体的耐磨性产生影响,所以,如何使胎体达到理想的状态也是今后工作中值得注意的问题。
南京航空航天大学的肖冰等利用高频感应钎焊的方法,用Ag-Cu合金和Cr粉共同作中间层材料,在空气中感应钎焊35秒,钎焊温度780℃,实现了金刚石与钢基体间的牢固结合。姚正军等利用在Ar气保护炉中感应钎焊的方法,用Ni-Cr合金粉末做钎料,真空感应钎焊30秒,钎焊温度1050℃,实现了金刚石与钢基体的牢固连接。利用扫描电镜和X射线能谱仪,结合X射线衍射结构分析,发现在钎焊过程中Cr元素金刚石界面形成富Cr层并与金刚石表面的C元素反应生成Cr3C2和Cr7C3,这是实现合金层与金刚石有较高结合强度的主要因素。磨削实验采用大切深、缓进给、重负荷进行,从砂轮磨削后的表面形貌来看,没有金刚石整颗脱落,金刚石磨粒属正常磨损,说明金刚石有较高的把持强度,适合于高效磨削加工。
Wiand等在美国专利上介绍的方法是:焊料(Ni-Cr)金属粉加有机粘结剂制成钎焊漆,把包衣金刚石粘在工具钢基体上,然后涂附钎焊漆,再加热到一个适中的温度并保温一定时间以排除挥发物质。在真空炉(真空度1.333×10-2Pa)或干式氢气炉中加热到1100℃左右,保温1小时,钎焊的同时完成金刚石的表面金属化。
钎焊技术在金刚石工具应用中存在的问题
金刚石钎焊时存在着许多急需解决的难点:①要求钎料对金刚石和胎体有良好浸润性和结合强度;②钎焊材料及钎焊工艺的选择要保证金刚石的稳定性,以减少或避免钎料对金刚石的侵蚀;③由于金刚石和金属基体的热膨胀系数差异较大,因而焊接残余应力也较大,降低接头的强度;④钎料的熔点要高于金刚石工具的工作温度,所以应寻找熔点较低并与金刚石膨胀系数接近的金属(合金)材料作为钎料,再考虑加入某些活性元素以改善对金足胎体机械性能的目的。此外,金刚石表面金属化的实现方式、表面金属与钎料的匹配和选择、钎剂和气体介质的选择等关键技术还需进一步成熟和优化。
(2)国内高温钎焊金刚石工具的研究状况
第四军医大学和西安交通大学在国内外钎焊金刚石研究的基础上,采用真空炉(真空度为0.2Pa)内高温钎焊的方法,以NiCr13P9合金为钎料,配以少量Cr粉,在高温(950℃)加压(4.9MPa)的条件下进行钎焊,从而实现了金刚石与钢基体间的牢固结合。钎料均匀分布于砂轮表面,金刚石已被牢固钎焊,触摸砂轮表面感觉相当锐利粗糙。钎料在金刚石磨粒间分布均匀,金刚石出刃高度高。其耐用度较电镀砂轮有了明显提高,工作后仅有少量金刚石脱落。
德国的A Trenker等在钎焊过程中分别采用了镍基活性钎料和镍基钎料来实现金刚石与基体的结合。由与电镀工具的对比图可以看出,高温钎焊金刚石工具的性能比电镀金刚石工具优异得多,钎焊工具(使用活性钎料和PDA989、PDA665金刚石)起始磨削性能是电镀工具(镍基钎料和PDA665金刚石)的3.5倍以上,寿命是电镀工具的3倍以上;由于钎焊工具有较大的容屑空间,金刚石磨粒有较大的自由切削面且磨粒间空间较多,使切屑很容易被排除,所以钎焊金刚石工具的磨削性能好。
一些专利中也同样采用Ni-Cr合金钎料实现了钎焊,钎料中还包括Fe、B元素或Si、Mo等。例如,在文献[14]中采用含Si或Si和Ti的Ni-Cr合金钎料在真空炉中实现钎焊,钎焊温度为1126~1176℃;文献[15]采用Cu基含W、Fe、Cr、B、Si等钎料钎焊金刚石砂轮;文献[16]用Ag-Mn-Zr银基钎料来钎焊金刚石工具,从而替代电镀工具。
(1)国外高温钎焊金刚石工具的研究状况
瑞士A K Chattopadhyay等用火焰喷镀法(氧—乙炔焊枪)把钎料合金(72%Ni,14.4%Cr,3.5%Fe,3.5%Si,3.35%B,0.5%O2)镀于工具钢基体上,并将金刚石(不包衣)布排于焊料层面上,然后在1080℃、氩气保护下感应钎焊30秒来实现金刚石与钢基体结合。钎料合金中的Cr作为一种强碳化物元素,在钎焊过程中向金刚石表面富集而实现金刚石的表面金属化。
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