借宏觀經(jīng)濟(jì)向好東風(fēng) 超硬材料行業(yè)超常規(guī)發(fā)展

------2010年超硬材料行業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況簡析

李志宏， 趙博

中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會超硬材料分會/鄭州磨料磨具磨削研究所，鄭州450001

       摘  要：本文以2010年統(tǒng)計數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，以國家GDP及進(jìn)出口等宏觀經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)與超硬材料行業(yè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比，證明了本行業(yè)的超常規(guī)發(fā)展：工業(yè)總產(chǎn)值增長率高達(dá)30.35%、工業(yè)增加值增長率高達(dá)53.36%、利潤總額增長率達(dá)115.42%。如此高速發(fā)展仍滿足不了市場需求，各類產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)基本均為訂單爆滿、交貨告急，一派欣欣向榮景象，而且結(jié)構(gòu)調(diào)整也取得顯著效果。本文計給出18個統(tǒng)計數(shù)據(jù)表并對其數(shù)據(jù)進(jìn)行了扼要分析，一方面說明我國超硬材料行業(yè)在世界市場的強(qiáng)勢地位，金剛石已占世界總量的90%、立方氮化硼已占世界總量的60%，該兩種材料已達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平；另一方面指出我國該類產(chǎn)品量大價低、高進(jìn)低出是突出特點(diǎn)，說明本行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整仍任重道遠(yuǎn)，技術(shù)開發(fā)是企業(yè)發(fā)展的永恒主題。

 

金剛石和CBN磨具陶瓷結(jié)合劑的極端頂點(diǎn)設(shè)計

李印江1,2  劉東亮1  王艷娟1  劉 超1

(1 亞龍超硬材料有限公司)

(2中國磨料磨具進(jìn)出口公司)

       摘  要：本文使用混料實(shí)驗設(shè)計中的四元極端頂點(diǎn)設(shè)計研究金剛石和CBN磨具陶瓷結(jié)合劑的配比組成,給出了熔化溫度為715℃的金剛石磨具陶瓷結(jié)合劑的配比和熔化溫度為810℃的CBN磨具陶瓷結(jié)合劑的配比,并使用計算機(jī)編程處理實(shí)驗數(shù)據(jù),取得初步成果.

 

65Mn基體激光焊接鋸片制造工藝的研究

方利靈    林恒武    邱瑜銘    董先龍

（ 江蘇鋒泰鉆石工具制造有限公司212310 ）

       摘  要：本文主要采用65Mn材質(zhì)基體通過激光焊接后回火工藝處理達(dá)到激光焊接工藝的使用要求，通過對比發(fā)現(xiàn)經(jīng)過特定工藝處理的65Mn基體激光焊接鋸片抗彎強(qiáng)度達(dá)到了30CrMo材質(zhì)基體焊接的鋸片的極限抗彎強(qiáng)度，完全能夠滿足激光焊接的強(qiáng)度要求，該工藝方法對激光焊接工具廠家降低成本，提高產(chǎn)品市場競爭力具有重大意義。

 

石墨模具合理設(shè)計在金剛石工具中的應(yīng)用研究

方利靈    林恒武    邱瑜銘    董先龍

（ 江蘇鋒泰鉆石工具制造有限公司212310 ）

       摘  要：本文主要闡述在當(dāng)今節(jié)能減排的大背景下，通過對制造金剛石工具中使用的石墨模具對其進(jìn)行形狀和排布進(jìn)行合理設(shè)計，與傳統(tǒng)的石墨模具對比分析，新型合理設(shè)計的模具每框燒結(jié)的金剛石刀頭更多，燒結(jié)所使用的電能和燒結(jié)體積得到了更加充分的利用。相信在低碳節(jié)能的經(jīng)濟(jì)形勢下，通過對傳統(tǒng)石墨模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計，對金剛石工具行業(yè)生產(chǎn)廠家降本增效不失為一大舉措。

 

合成金剛石用粉末柱的質(zhì)量管控

繆樹良

湖北鄂信鉆石材料有限公司      436056     鄂州

       摘  要：本文針對在批量制作合成金剛石用粉末柱的過程中，如何做好其質(zhì)量管理與控制，使其品質(zhì)優(yōu)良，性能穩(wěn)定作了深入地研究分析。充分運(yùn)用ISO9001.2008質(zhì)量管理體系，監(jiān)控現(xiàn)場各個部門的質(zhì)量職能運(yùn)作狀態(tài),在關(guān)鍵工序合理的設(shè)置質(zhì)量管理點(diǎn)，應(yīng)用質(zhì)量管理工具對其檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，使合成金剛石用粉末柱的生產(chǎn)過程質(zhì)量始終處于穩(wěn)定和受控狀態(tài)，以提高產(chǎn)品的符合性質(zhì)量，并對產(chǎn)品的適用性質(zhì)量進(jìn)行型式試驗檢測,出現(xiàn)的異常質(zhì)量波動進(jìn)行延伸跟蹤與研究，從而確保合成金剛石用粉末柱的品質(zhì)優(yōu)良，性能穩(wěn)定.

 

瓷磚加工用陶瓷結(jié)合劑金剛石磨具的初步研究

（河北省金剛石工具工程技術(shù)研究中心050035 石家莊）

       摘  要：本文以ZnO、SiO2、B2O3為主要原料，采用高溫熔融法制備了ZnO-B2O3-SiO2體系陶瓷結(jié)合劑。通過調(diào)整陶瓷結(jié)合劑中各氧化物成分含量，使用電子掃描電鏡（SEM）等測試分析儀器，對陶瓷結(jié)合劑的性能進(jìn)行了測試。最后確定了陶瓷結(jié)合劑的化學(xué)成分配比。

       關(guān)鍵詞：陶瓷墻地磚；陶瓷結(jié)合劑；金剛石磨具

 

觸媒粘性對生長優(yōu)質(zhì)克拉級Ib型金剛石單晶的影響[ 通訊作者：賈曉鵬，jiaxp@jlu.edu.cn

基金項目：國家自然科學(xué)基金（50572032）；洛陽理工學(xué)院博士科研啟動基金（2010BZ02）]

肖宏宇1 秦玉琨1 李尚升2 馬紅安3 賈曉鵬3

(1. 洛陽理工學(xué)院數(shù)理部，洛陽，471023)

(2. 河南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，焦作，454000)

(3. 吉林大學(xué)超硬材料國家重點(diǎn)實(shí)驗室，長春，130012)

       摘  要：在高溫高壓條件下，進(jìn)行優(yōu)質(zhì)克拉級Ib型金剛石單晶的合成研究。文中重點(diǎn)考察了觸媒粘性對單晶生長的影響。結(jié)果表明：低粘性觸媒中的對流較強(qiáng)、碳素析出速度過快，長時間（超過25h）生長的晶體為“群晶”，因此不適宜生長優(yōu)質(zhì)克拉級金剛石單晶；高粘性觸媒中的對流相對較弱、碳素析出速度適中，可以用來生長優(yōu)質(zhì)克拉級金剛石單晶。通過掃描電鏡分析可知，低粘性觸媒合成晶體的表面粗糙；高粘性觸媒合成晶體表面光滑、平整。經(jīng)切割打磨，研究中得到了金剛石片和多顆飾品鉆石。從加工后的晶體可以看出，所生長的優(yōu)質(zhì)克拉級金剛石單晶內(nèi)部質(zhì)量完好。

 

CBN-TiN-Al燒結(jié)體粘結(jié)劑組分配比研究

謝輝1，馮飛1，方海江1，張迎九2

1. 河南四方達(dá)超硬材料股份有限公司，鄭州，450016

2. 鄭州大學(xué)，物理工程學(xué)院，鄭州，450052

       摘  要：本文研究了粘結(jié)劑中TiN與Al的含量的比例值(TiN: Al比例)變化，對聚晶立方氮化硼(PCBN)的燒結(jié)行為及相關(guān)性能的影響，從而得到較佳TiN: Al的配制比例方案。通過對PCBN聚晶片物相、硬度、密度及微觀形貌的分析，發(fā)現(xiàn)硬度與實(shí)測密度均隨TiN: Al比例的減小而降低，而相對密度受新物相的生成及材料致密度等影響，當(dāng)TiN: Al比例在1:1~1:2范圍內(nèi)時，燒結(jié)體微觀形貌均勻一致，相對密度較大，切削后的后刀面磨損量較小，對于cBN-TiN-Al燒結(jié)體，宜選取TiN:Al比例為1:1~1:2范圍附近。

 

超硬磨具鈦合金基體

翟麗君，郭永喜

寶雞市三立有色金屬有限責(zé)任公司

陜西 寶雞 721013 中國

       摘  要：本文主要以寶雞市三立公司新金屬材料研發(fā)中心的研制成果中，專門針對超硬材料行業(yè)研發(fā)的超硬磨具鈦合金基體為例。闡述超硬磨具鈦合金基體材料與傳統(tǒng)基體材料比較研究中呈現(xiàn)優(yōu)異的九大特性及其在航空、航海、造船醫(yī)療等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的可能性和可靠性。

 

聚雙馬來酰亞胺樹脂改性的研究進(jìn)展

劉濤  葉曉川  黃麗娟

（武漢泰格斯科技發(fā)展有限公司，武漢430070）

       摘  要：聚酰亞胺具有很好的耐熱性和耐輻射性，在高溫下具有不燃燒、耐磨、制品尺寸穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，可以制作耐摩擦產(chǎn)品以及部件、密封件等，但是其本身還存在脆性大等缺點(diǎn)，因此本文對其韌性的改性研究進(jìn)行了具體的闡述。

 

鐵粉粒度和WS2對高鐵基金剛石工具胎體性能的影響

李春月，王凱，袁一飛，吳建

（河北省金剛石工具工程技術(shù)研究中心，河北，050035）

       摘  要：通過粉末冶金工藝制備了鐵含量在60%左右、鐵粉粒度在14μm ~75μm之間的金剛石工具胎體試樣，并添加0.5%~5%的WS2。在密度天平、洛氏硬度計和拉伸試驗機(jī)上分別測試試樣的密度、硬度、抗壓強(qiáng)度以及三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度。結(jié)果表明：胎體的壓制成型性、硬度和抗彎強(qiáng)度隨鐵粉粒度變化而有規(guī)律的變化；試樣的相對密度、硬度和抗彎強(qiáng)度隨WS2增加先提高再降低，在3%時達(dá)到最大值，分別為98.4%、78.9和852 MPa。

 

金屬基金剛石鋸片刀頭“冷鍛”工藝的研究應(yīng)用

時會彬① 袁一飛① 王成軍① 董書山②

（①河北省金剛石工具工程技術(shù)研究中心 ②河南黃河旋風(fēng)股份有限公司）

       摘  要：本文通過實(shí)驗研究，證實(shí)金剛石工具在傳統(tǒng)自由燒結(jié)后，在常溫下增加“冷鍛”工藝，可使刀頭相對密度達(dá)98%，顯著提高刀頭硬度，提高抗彎強(qiáng)度15%。通過掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)，胎體孔隙率明顯下降，對提高金剛石把持力有一定作用。“冷鍛”對金剛石本身的強(qiáng)度沒有產(chǎn)生明顯影響。切割實(shí)驗結(jié)果表明切割速度提高15%以上。

 

溫度對金剛石工具鋒利性影響的研究

尹育航  陶洪亮  馬邵偉   朱建業(yè)  龔偉景

（廣東奔朗新材料股份有限公司，佛山 528313）

       摘  要：本文研究了不同燒結(jié)溫度的金剛石工具的鋒利性。結(jié)合胎體機(jī)械性能與斷口形貌揭示了不同溫度下工具鋒利性變化的原因。研究表明：在不同保溫時間下，隨著溫度的升高，鋸片鋒利性出現(xiàn)峰值。保溫4min時，785℃制備的金剛石工具的鋒利性最好，845℃制備的工具鋒利性最差，溫度繼續(xù)提高，工具鋒利性再次提高。保溫7min時，隨著燒結(jié)溫度的升高工具的鋒利性較保溫4min的將有不同程度的提高。

 

硅片線切割設(shè)備現(xiàn)狀與發(fā)展綜述

鄭 超

國家特種礦物材料工程技術(shù)研究中心            桂林     541004

       摘 要：國家對新能源及其裝備制造業(yè)給予有力的政策支持，提出要強(qiáng)化科技創(chuàng)新，提升產(chǎn)業(yè)核心競爭力，加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)和前沿技術(shù)研究。開發(fā)研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)的多線切片機(jī)和開方機(jī)迫在眉睫，已經(jīng)成為突破國外技術(shù)壟斷和國內(nèi)產(chǎn)業(yè)瓶頸的關(guān)鍵所在。本文介紹國外硅片切割設(shè)備研究的最新進(jìn)展以及國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r。剖析雖然經(jīng)多年艱苦努力，國產(chǎn)切割設(shè)備乃未能逐步取代進(jìn)口設(shè)備的原因，指出應(yīng)重點(diǎn)研究發(fā)展金剛石多線切割設(shè)備。金剛石單線和環(huán)線切割機(jī)應(yīng)用前景廣闊。

 

空心球形復(fù)合磨料（HSCA）研磨特性分析

蔡共宣1  王豪2  劉星3  徐崢3  丁英暉4 李劍5 劉曙光4

河南工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，鄭州，450007

鄭州磨料磨具磨削研究所，鄭州，450007

鄭州星光達(dá)科技開發(fā)有限公司,鄭州，450007

鄭州機(jī)械研究所，鄭州，450007

河南富耐克超硬材料有限公司，鄭州，450007

       摘  要：本文對空心球形復(fù)合磨料（HSCA）的研磨特性進(jìn)行了綜合分析。固結(jié)磨具是由磨；粒、結(jié)合劑和氣孔三部分構(gòu)成，三者稱為固結(jié)磨具的三要素?？招那蛐螐?fù)合磨料（HSCA）改變了普通磨粒的幾何形狀和組成結(jié)構(gòu)，形成了一種具有磨粒功能的預(yù)制型氣孔，在陶瓷固結(jié)磨具中，加入25%的HSCA可提高回轉(zhuǎn)強(qiáng)度和磨削效率，減少磨削熱量產(chǎn)生，改善工件表面加工質(zhì)量。

       關(guān)鍵詞：空心球形復(fù)合磨料（HSCA）；研磨特性

 

PCBN加工淬硬鋼刀具材料的研究

李啟泉 張旺璽（中原工學(xué)院材料與化工學(xué)院  河南鄭州 450007）

       摘  要：本文介紹了立方氮化硼刀具材料(PCBN)的制備過程，并制備了六種不同配方的樣品加工淬硬鋼。通過切削實(shí)驗和性能檢測，發(fā)現(xiàn)CBN刀片在加工淬硬鋼時CBN濃度起著關(guān)鍵作用，切削同樣的路程，低濃度PCBN的后刀面磨損量小。經(jīng)掃描電鏡觀察，CoAl合金粉能夠提高PCBN燒結(jié)刀具材料的致密度。測量耐磨性時，證明用于金剛石復(fù)合片PCD性能檢測的磨耗比技術(shù)指標(biāo)不適用于PCBN材料的檢測。

 

六面頂壓機(jī)鉸鏈梁的焊接修復(fù)

高申杰   楊晉中

鄭州華晶金剛石股份有限公司  450001

       摘 要：通過對六面頂壓機(jī)鉸鏈梁的結(jié)構(gòu)及使用特點(diǎn)分析及對35CrMo合金鋼焊接時易出現(xiàn)裂紋的原因分析，確定了六面頂壓機(jī)鉸鏈梁耳孔合理的焊接修復(fù)工藝，制定了相應(yīng)的焊接方法和熱處理工藝，并進(jìn)行了焊接加工。經(jīng)質(zhì)量檢驗合格，未發(fā)現(xiàn)裂紋、夾渣和氣孔焊接缺陷，在此基礎(chǔ)上我公司對的破損的鉸鏈梁進(jìn)行了焊接修復(fù)，經(jīng)實(shí)際使用驗證，修復(fù)后質(zhì)量達(dá)到設(shè)備的使用要求，延長了設(shè)備壽命，提高了設(shè)備的利用率。

 

錨桿鉆專用復(fù)合片端面加工工藝的研究

王艷革 范士杰 倪偉峰 邵靜茹 牛環(huán)宇 張瑞芳 王鵬輝

（鄭州人造金剛石及制品工程技術(shù)研究中心有限公司）

       摘  要：金剛石復(fù)合片由硬質(zhì)合金層和聚晶層構(gòu)成。熱壓法生產(chǎn)金剛石復(fù)合片時，會在聚晶層外形成一個金屬殼，復(fù)合片的機(jī)械加工首先要進(jìn)行端面加工就是去掉這層金屬殼。實(shí)際生產(chǎn)過程中的種種情況會導(dǎo)致復(fù)合片不同部位在厚度尺寸上有細(xì)微的差別，而聚晶層的硬度又特別高，這就大大增加了端面加工的難度。本文針對錨桿鉆專用復(fù)合片，根據(jù)實(shí)際情況，通過兩種常見的復(fù)合片端面加工工藝進(jìn)行對比，從而得出一種實(shí)際可行的高效的端面加工工藝,并根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計了一款相應(yīng)的加工工具。

 

以β-Sialon結(jié)合的PcBN聚晶的制備

姚俊青1、2  張文娜2  趙玉成2

博深工具股份有限公司，石家莊 050000     2.燕山大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，秦皇島 066004)

       摘  要：以納米氮化硅、氮化鋁、氧化鋁、氧化硅等為原料，采用放電等離子燒結(jié)(SPS)工藝制備了賽?。⊿ialon）陶瓷；以Sialon陶瓷粉為結(jié)合劑，引入適量的立方氮化硼（cBN）微粉，在高溫高壓（HTHP）條件下制備了Sialon基PcBN。在此基礎(chǔ)上討論了燒結(jié)溫度和保溫時間對HTHP工藝下對Sialon基PcBN合成的影響。運(yùn)用X射線衍射技術(shù)對樣品的相組成進(jìn)行了分析；采用SEM對樣品的表面形貌和成分組成進(jìn)行了分析；利用阿基米德法測試試樣的密度；利用HVS-1000型維氏硬度計測試樣品的顯微硬度；利用DHM-3型磨耗比測試儀測定樣品的磨耗比。實(shí)驗結(jié)果表明，采用HTHP工藝制備PcBN的最佳實(shí)驗參數(shù)為5.5GPa/1500℃/15 min，此時樣品的體積密度為3.388 g•cm-3，顯微硬度為2125 HV，磨耗比為7178。

 

暫停工藝對金剛石合成效果的影響

劉廣利、薛勝輝、李偉鋒

       摘  要：本文針對人造金剛石的合成工藝要素問題，對工藝要素中暫停階段的時間以及功率進(jìn)行了研究，研究分析表明，在一定的合成工藝時間內(nèi)，提高暫停階段的合成功率，縮短暫停時間，可以提高金剛石產(chǎn)品的粒度與產(chǎn)量、質(zhì)量。為了進(jìn)一步量化其準(zhǔn)確性，在我公司的鉸鏈?zhǔn)?50缸徑壓機(jī)上進(jìn)行了實(shí)驗驗證，實(shí)驗結(jié)果表明，該思路與實(shí)際生產(chǎn)能夠較好吻合，目前已經(jīng)用于生產(chǎn)。本文為合成工藝的設(shè)計提供了有力的參考依據(jù)。

 

固結(jié)金剛石線鋸技術(shù)

呂 智   鄭 超

桂林     541004

       摘  要：在國內(nèi)外太陽能電池和半導(dǎo)體芯片加工中，固結(jié)金剛石線鋸正以其優(yōu)越的性能逐步取代游離式鋼絲線鋸。本文簡介國內(nèi)外固結(jié)金剛石線鋸的研究現(xiàn)狀及發(fā)展，分析推廣金剛石線切割技術(shù)的難點(diǎn)與挑戰(zhàn)；提出目前金剛石線鋸制造方法的若干思考。文中提出金剛石單長線和環(huán)線用于單晶硅、多晶硅之外還可用于蘭寶石、功能陶瓷、人工晶體和寶玉石等貴重硬脆材料的切割加工，前景十分廣闊。

 

電鍍金剛石線鋸上砂方式的進(jìn)展

王亮亮1   王秦生1  董國旭2  梁鵬偉2

（1  中原工學(xué)院，鄭州 450007；2  鄭州人造金剛石及制品工程中心有限公司，鄭州 450007）

       摘  要：電鍍金剛石線鋸上砂方式分為埋砂法、落砂法和刷鍍法等多種方法。埋砂法是將線鋸基體埋在堆積于鍍液內(nèi)的金剛石微粉之中，完成上砂。落砂法是將線鋸基體淹沒于鍍液之中，懸浮在鍍液中的微粉落在基體上完成上砂。落砂法表現(xiàn)出很多形式。刷鍍法上砂是在電鍍槽內(nèi)加置毛刷，通過毛刷的轉(zhuǎn)動完成上砂。目前，電鍍金剛石線鋸的生產(chǎn)大多采用埋砂法，生產(chǎn)金剛石線鋸速度較慢。落砂法和刷鍍法制備電鍍金剛石線鋸技術(shù)還不成熟，有待突破。綜述了電鍍金剛石線鋸上砂的不同方式和形式以及上砂工藝參數(shù)的選擇。本文對電鍍金剛石線鋸生產(chǎn)速度的提高具有一定的參考價值。

 

金剛石聚晶加工技術(shù)的新發(fā)展

孔建平  崔仲鳴  車江寧

（河南工業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，鄭州 450007）

       摘  要：金剛石聚晶的加工在效率、精度、表面質(zhì)量方面仍存在諸多技術(shù)難題需要解決，近年來在研究人員的努力下取得了許多進(jìn)展。本文介紹了金剛石聚晶加工方法的新發(fā)展，即電火花磨削加工、高速鋼盤研磨加工、電火花線切割加工、激光加工，并對這些加工方法的機(jī)理、特點(diǎn)、適用范圍進(jìn)行了綜述，探討了金剛石聚晶加工發(fā)展的趨勢。

 

CBN砂輪高速磨削鎳基高溫合金磨削力

與比磨削能研究*[*  基金項目：國家973計劃課題（2009CB724403）資助]

錢  源  徐九華  傅玉燦  田  霖

(南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院,南京 210016)

       摘  要：磨削力和比磨削能是磨削過程的兩個重要參數(shù)，也是制定合理磨削工藝需要參考的兩個重要因素。本文使用陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪、電鍍CBN砂輪以及單層釬焊CBN砂輪進(jìn)行高速磨削GH4169高溫合金試驗，研究了磨削力、比磨削能與單顆磨粒最大未變形切屑厚度的關(guān)系，并在此基礎(chǔ)上建立了相應(yīng)的理論公式，對于高速磨削機(jī)理研究與高速磨削工藝優(yōu)化具有參考價值。

 

Cu基釬料釬焊金剛石套料鉆的試驗研究*

郭兆翠   陳  燕   吳  杰

（南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院，210016，南京）

       摘  要：采用真空釬焊工藝，分別以不同成分的Cu基釬料（Cu80Sn20）90Ti10和（Cu90Sn10）82Ti18、（Cu90Sn10）80Ti20制備了鍍鈦金剛石套料鉆，并進(jìn)行了花崗巖鉆削試驗。運(yùn)用三維視頻顯微鏡、掃描電鏡（SEM）觀察了各種釬料釬焊金剛石套料鉆的磨損情況。結(jié)果表明：三種配比的釬料對金剛石均已實(shí)現(xiàn)牢固結(jié)合；（Cu80Sn20）90Ti10合金較（Cu90Sn10）82Ti18合金和（Cu90Sn10）80Ti20合金釬焊金剛石套料鉆有更長的壽命。

 

電鍍CBN砂輪高速磨削高溫合金的砂輪磨損研究

李 峰  蘇宏華  丁文鋒  張志偉

（南京航空航天大學(xué) 南京 210016）

       摘  要：針對高速磨削的特點(diǎn)，采用電鍍CBN砂輪開展了120m/s的高速條件下磨削鎳基高溫合金GH4169時的砂輪磨損試驗研究。隨著工件材料去除體積的增加，采用復(fù)型技術(shù)跟蹤了砂輪工作表面在不同磨損時期的形貌變化,并對磨削力的變化進(jìn)行了分析。研究發(fā)現(xiàn)，隨著工件材料去除體積的增加，磨削力呈現(xiàn)初期快速增加、隨后平穩(wěn)增加的變化趨勢，并且順磨與逆磨的法向力差值在平穩(wěn)磨削階段隨著砂輪磨損程度的增加會逐漸加大，通過三維體視顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)砂輪的磨損形式以磨粒的磨耗磨損為主。

 

釬焊金剛石工具磨削CFRP的試驗研究[基金項目：國家自然科學(xué)基金項目(No. 51075210)]

王巍  陳燕  王偉鋒

（南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院，南京 210016）

       摘  要：為改善碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料（CFRP）的磨邊質(zhì)量及提高刀具的使用壽命，本文基于“以磨代切”的思想，制備了釬焊金剛石磨頭并對CFRP進(jìn)行了磨邊試驗。為了評價CFRP磨邊的加工質(zhì)量，定義了CFRP磨邊質(zhì)量的評價參數(shù)——毛邊因子，分析了主軸轉(zhuǎn)速以及金剛石粒度對CFRP磨邊質(zhì)量的影響。試驗結(jié)果表明：在相同的磨削深度、工件進(jìn)給速度下，主軸轉(zhuǎn)速的增加有助于提高CFRP磨邊質(zhì)量。金剛石粒徑越小加工質(zhì)量越好，細(xì)顆粒磨頭的加工表面粗糙度更低。

 

石墨通過爆炸相變?yōu)榻饎偸膭P結(jié)構(gòu)位置轉(zhuǎn)變模型[1]

張凱       張路青

(中國大連凱峰超硬材料有限公司  大連 116025)

       摘  要：石墨粉層受到擊波高速沖擊后，在高溫高壓下，會以固相結(jié)構(gòu)方式轉(zhuǎn)變?yōu)榻饎偸?，本文作者?chuàng)立了一個轉(zhuǎn)變模型，名凱模型，包括：在ABCA型石墨的轉(zhuǎn)化理論中，找到了具體那18個碳原子向金剛石晶胞轉(zhuǎn)變的原子對應(yīng)點(diǎn)結(jié)構(gòu)，使活化能的計算可接近最小值。在ABA型石墨轉(zhuǎn)化理論中，除石墨網(wǎng)格平面間的壓縮之外，必須考慮層間剪切錯動的作用，剪切變形與層間壓縮的概率都是同樣的多。標(biāo)志其特性錯動的距離是0.521h，h-層間壓縮距離，理論被實(shí)驗所征實(shí)。

 

加大金剛石鉆探力度 提高鉆探節(jié)能減排能力

方嘯虎 溫簡杰

（①上海琦實(shí)超硬材料有限公司，上海 201108

何南兵 王騰吉 謝德龍

②湖北鄂信鉆石材料有限公司，湖北鄂州 436000

       提  要：金剛石鉆探技術(shù)對高品質(zhì)金剛石的發(fā)展和需求方面起著非常重要的作用。目前國民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，對能源和礦產(chǎn)資源也越來越迫切的有增大的需求，特別是近幾年金剛石鉆探和鉆頭制作技術(shù)發(fā)展很快，同時對高品質(zhì)金剛石需求量也急需增長。本文從鉆頭制作及資源和能源兩方面闡述金剛石在資源方面應(yīng)用現(xiàn)狀和前景。

 

納米片狀金剛石膜的制備和生長過程

姚寧1，2，崔娜娜2，魯占靈3，蘇博2，葛亞爽2，安子鳳2，張兵臨2

(1中國科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所，合肥 230031)

(2鄭州大學(xué)物理工程學(xué)院材料物理教育部重點(diǎn)實(shí)驗室，鄭州 450052)

(3鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，鄭州450052)

       摘  要：本文用微波等離子化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)（MPCVD）在鍍鈦的單晶硅襯底上制備納米金剛石薄膜。反應(yīng)氣體為CH4和H2，其流量比為CH4:H2=30:30sccm，微波功率為1800 W，反應(yīng)氣壓為10 KPa。利用掃描電鏡（SEM）和Raman 光譜分析薄膜的形貌和碳結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明納米金剛石薄膜呈現(xiàn)片狀的組織特征，其生長過程為：生長初期在單晶硅襯底上形成由納米碳顆粒組成的球狀碳團(tuán)簇；隨著時間的增加，碳團(tuán)簇逐漸增大，納米碳顆粒定向排列或自組裝，最終形成片狀納米金剛石膜。

 

粉末觸媒粒度與金剛石粒度之間的對應(yīng)關(guān)系**

高峰1、2 賀曉光1 石浩辰1丁占輝3 蔣青2*

（1．長春師范學(xué)院物理學(xué)院 吉林 長春 130032）

（2. 吉林大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 吉林 長春 130023）

（3. 吉林大學(xué)物理學(xué)院 吉林 長春 130023）

       摘  要：本文選用目前業(yè)內(nèi)普遍采用的混合粒度Fe70Ni30觸媒粉，經(jīng)篩分后得到140-170目、170-200目、200-230目、230-270目、270-325目及325-400目的6種不同粒度的觸媒樣品，在國產(chǎn)JHY-Ⅲ型六面頂壓機(jī)上合成出了不同粒度的優(yōu)質(zhì)金剛石單晶，合成壓力為5.3Gpa左右，溫度1350℃左右。文章首先通過NanoscopeIIIa型掃描電子探針和OXFORD MS－500型投射式穆斯堡爾譜儀對選用的觸媒的粒度、微觀形貌以及被氧化程度等進(jìn)行了分析。結(jié)果表明觸媒粉在實(shí)驗過程中并無氧化現(xiàn)象。其次，本文通過不同粒度的觸媒合成出的金剛石單晶的峰值的比較，總結(jié)出了觸媒在文中的粒度范圍內(nèi)粒度與合成的金剛石晶體粒度大小之間的一般規(guī)律。結(jié)果表明，鐵基觸媒的粒度與合成的金剛石單晶的粒度密切相關(guān)：230-270目觸媒最適于生長粗顆粒的金剛石單晶，越遠(yuǎn)離這個粒度（越粗或越細(xì)）的觸媒合成的金剛石單晶粒度越細(xì)。最后，本文利用鎳錳鈷觸媒同樣驗證了這一規(guī)律。在此，僅希望我們的研究結(jié)果能夠為中國的金剛石工業(yè)提供一定的參考價值。

 

脈沖電鍍鎳鈷鍍層的顯微硬度研究

黃志偉1，2，劉玉賓1，李云東2

黃河水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 開封 475004；2．河南農(nóng)業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，河南 鄭州450002）

       摘  要：脈沖電鍍是近幾年發(fā)展起來的一種新型的電鍍技術(shù)，該技術(shù)制造出的材料具有較好的機(jī)械性能，因此可以被廣泛用作電鍍金剛石工具的胎體材料以及用于航空、軍事領(lǐng)域。本文通過考察脈沖鎳鈷鍍層硬度來了解添加劑、硫酸鈷以及電流參數(shù)對鍍層的影響。最終找到了各電鍍工藝參數(shù)對鍍層硬度的影響規(guī)律，為制備納米鎳鈷材料提供參考。

 

電刷鍍納米金剛石/鎳復(fù)合鍍層納米晶結(jié)構(gòu)與摩擦性能關(guān)系研究

李穎  李變曉 鄒文俊 董企銘

河南工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，河南 鄭州 450007

       摘  要：采用電刷鍍方法制備了納米金剛石/鎳和鎳鍍層，利用SEM和XRD等技術(shù)對鍍層的表面形貌、納米晶鍍層結(jié)構(gòu)、納米顆粒復(fù)合鍍層、顯微組織和晶粒尺寸等進(jìn)行了分析測量。結(jié)果表明，復(fù)合鍍層為納米晶結(jié)構(gòu)，硬度明顯比普通鎳鍍層要高。形成納米晶鍍層的原因包括電刷鍍高的過電位、鍍筆往復(fù)運(yùn)動、納米金剛石異質(zhì)成核作用以及尖端放電效應(yīng)等主要因素。納米金剛石的引入使鍍層的晶粒超細(xì)化，同時納米金剛石所具有的核殼結(jié)構(gòu)，在摩擦過程中起到耐磨減磨作用，因此復(fù)合鍍層的耐磨性能明顯高于快速鎳鍍層。

 

陶瓷空心球?qū)饘俳Y(jié)合劑金剛石砂輪性能的影響

劉明耀 熊華軍 夏舉學(xué)

(鄭州磨料磨具磨削研究所，鄭州 450001)

       摘  要：通過添加陶瓷空心球并采用普通熱壓燒結(jié)法制備金屬結(jié)合劑試樣和金剛石砂輪，探討了陶瓷空心球的形狀、粒度及添加量對金屬結(jié)合劑和砂輪性能的影響。結(jié)果表明：添加陶瓷空心球后，金屬結(jié)合劑胎體試樣的抗彎強(qiáng)度和硬度均有所下降，但其受陶瓷空心球粒度的影響很??；含金剛石的胎體試樣與金屬結(jié)合劑胎體試樣相比，抗彎強(qiáng)度降低了0.84-7.01Mpa，約為1%-8%。胎體試樣的斷口形貌顯示陶瓷空心球體形狀規(guī)則，均為圓形，能較均勻的分布在金屬結(jié)合劑胎體之中，可以為金屬結(jié)合劑胎體提供一定的孔隙空間；添加適量的陶瓷空心球能提高砂輪的磨削效率，磨削YG8硬質(zhì)合金工件時能提高8%-43%，其中含3.75%陶瓷空心球的砂輪磨削效率最高，相比于致密砂輪提高了43%。

       關(guān)鍵詞：陶瓷空心球；金屬結(jié)合劑；砂輪

 

新型多孔金屬結(jié)合劑胎體的研制[*國家自然科學(xué)基金資助項目，編號51175192]*

李養(yǎng)帥，戴秋蓮1,湯銀樹

（華僑大學(xué)脆性材料加工技術(shù)教育部工程研究中心，福建 廈門 361021）

Email：1lisadai@hqu.edu.cn

       摘  要：本文采用正交設(shè)計和方差分析的方法，對新型Al青銅結(jié)合劑配方和燒結(jié)溫度進(jìn)行優(yōu)化，同時分別比較新、舊造孔劑在新型Al青銅結(jié)合劑和傳統(tǒng)的錫青銅結(jié)合劑中的造孔效果以及對胎體力學(xué)性能的影響。試驗結(jié)果表明：隨著燒結(jié)溫度、Al含量以及Fe含量的提高，鋁青銅胎體的抗彎強(qiáng)度、硬度和耐磨性均提高。當(dāng)鋁青銅胎體中的Al含量為8%、Fe含量為3%，TiH2為2%時，其合適的燒結(jié)溫度為800℃。此條件下采用新的造孔劑制備的孔隙率達(dá)35%的多孔鋁青銅胎體的抗彎強(qiáng)度比原來采用舊造孔劑制備的多孔錫青銅胎體提高了228%。

 

堅硬致密巖層打滑形式分析及金剛石鉆頭的選擇

劉碧湘1                曹社強(qiáng)2

1.核工業(yè)二六O廠天一公司    2.江西核工業(yè)機(jī)械研究所

南昌 330026

       摘  要：鉆進(jìn)堅硬致密弱研磨性巖層，常常會出現(xiàn)所謂的鉆頭“打滑”現(xiàn)象，本文通過對鉆頭出現(xiàn)“打滑”的原因和打滑的形式進(jìn)行了分析，指出巖石堅硬致密是出現(xiàn)打滑的客觀原因，不可改變，而鉆頭出現(xiàn)打滑則是主觀造成，是人為因素，可以改變。本文總結(jié)和分析了金剛石鉆頭的性能與結(jié)構(gòu)、金剛石參數(shù)以及鉆進(jìn)工藝參數(shù)對鉆進(jìn)硬而致密巖石的重要影響，提出了只要鉆頭性能—巖石性質(zhì)—鉆進(jìn)工藝參數(shù)三者能夠優(yōu)化配合，就能在堅硬致密的巖層中取得好的鉆進(jìn)效果。

 

兩種不同唇面結(jié)構(gòu)的取心金剛石鉆頭

水力性能的模擬分析

劉志義　段隆臣　張清

中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院，武漢 430074

       摘  要： 采用計算流體力學(xué)軟件CFDesign對兩種不同結(jié)構(gòu)的鉆頭，分別進(jìn)行了水力學(xué)性能模擬研究，結(jié)果表明鉆頭水路結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，容易引起下列現(xiàn)象：（1）鉆頭局部位置受流體沖刷作用強(qiáng)烈；（2）形成井底鉆井液的逆向流動和渦流；（3）造成井底流場負(fù)壓，可能引起氣蝕現(xiàn)象；（4）流場流速矢量方向發(fā)散，加劇漫流現(xiàn)象。圓弧型鉆頭較平底型鉆頭結(jié)構(gòu)設(shè)計更加合理。

 

土黃色葉蠟石的觀測

賈 攀 盧燦華 中南鉆石股份有限公司 （南陽 473264）

郝兆印  吉林大學(xué)超硬材料國家重點(diǎn)實(shí)驗室 （長春 130061）

       摘  要：用X射線與電鏡測量了國產(chǎn)土黃色葉蠟石的結(jié)構(gòu)與形貌，討論了該種葉蠟石的結(jié)構(gòu)特征與密封性關(guān)系。

 

釬焊技術(shù)在金剛石工具中的應(yīng)用

龍偉民  朱  坤  張冠星  張  翼  王星星

鄭州機(jī)械研究所新型釬焊材料與技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗室 450001

       摘  要：釬焊技術(shù)的發(fā)展有悠久的歷史和迅猛的發(fā)展趨勢，在金剛石工具的制造中，釬焊技術(shù)甚為重要，釬焊材料的開發(fā)和感應(yīng)釬焊設(shè)備及工藝的研究相當(dāng)活躍。用于金剛石工具釬焊的釬焊材料種類繁多，以銀銅鋅鎘最為普遍，以銀銅鋅鎳的技術(shù)性能最為優(yōu)越。本文概括了金剛石工具失效的主要誘因，研究了提高釬縫可靠性的技術(shù)方法。重點(diǎn)闡述了各種成分釬料的性能特點(diǎn)和應(yīng)用對象，從理論和實(shí)踐兩種角度簡述了刀頭脫落的四類因素。研究結(jié)果表明：在較長時期內(nèi)釬焊技術(shù)仍舊是金剛石工具制造的主導(dǎo)連接技術(shù)，無鎘釬料的應(yīng)用勢在必行，減低釬料銀含量是大勢所趨。

 

硅基CVD金剛石膜的制備及應(yīng)用

何敬暉，陳磊，秦松巖，玄真武

（北京天地東方超硬材料股份有限公司 100018）

       摘  要：本文對硅基體上沉積金剛石膜的制備方法以及應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了研究和介紹，通過研究發(fā)現(xiàn)，硅基體上沉積的金剛石膜幾乎沒有網(wǎng)狀裂紋出現(xiàn)，改進(jìn)工藝條件后可得到更高強(qiáng)度。此外，本文還介紹了硅基金剛石膜目前技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r，面臨的問題以及應(yīng)用前景。

       關(guān)鍵詞：硅，金剛石膜，CVD

 

環(huán)形電鍍金剛石線鋸研究應(yīng)用淺析

劉瑩1  王進(jìn)保2  陳超2  周世威2  呂智1,2  鄭超2

(1.桂林理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，桂林 541004)

(2.桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院，桂林 541004)   

       摘  要：環(huán)形電鍍金剛石線鋸是將金剛石磨粒固著于環(huán)形鋼絲基體上的一種切割工具。本文闡述了鋼絲基體材料的選擇，焊接方法，環(huán)形電鍍金剛石線鋸的制作工藝。文章使用自制的環(huán)形電鍍金剛石線鋸進(jìn)行多晶硅的切割試驗，切割工藝參數(shù)：鋸絲線速度20~40m/s，工件進(jìn)給速度2~10mm/min，鋸絲張緊力60~100N。試驗表明：硅片表面平整光滑，粗糙度Ra在0.328~0.562μm之間，體現(xiàn)出環(huán)形金剛石線鋸切割的良好特性。

       關(guān)鍵詞：環(huán)形；金剛石線鋸；硬脆材料；焊接

 

稀土對陶瓷結(jié)合劑砂輪磨削性能的影響

趙干生1   梁蕓亭2    栗正新2

(1.白鴿集團(tuán)，河南，鄭州  450007 ）

（2.河南工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院, 河南 ，鄭州　450007)

       摘  要：本實(shí)驗采用正交實(shí)驗研究稀土氧化物對陶瓷結(jié)合劑砂輪磨削比和噴沙硬度的影響規(guī)律。實(shí)驗證明與未添加稀土砂輪相比，稀土氧化物能提高砂輪的磨削比和噴砂硬度，磨削比提高近一倍以上。并得出三種稀土氧化物對兩者的影響順序: La2O3>Y2O3>CeO2，三者的最佳添加量為3%La2O3  3%Y2O3 和1%CeO2。

       關(guān)鍵詞：La2O3 ； CeO2 ； Y2O3 ；陶瓷磨具 ；磨削比 ；噴砂硬度

 

中國磨削型金剛石的研究、現(xiàn)狀與前景

方嘯虎 何南兵 王騰吉 趙亞良 繆樹良 謝德龍

（湖北鄂信鉆石材料有限公司 436000）

       摘  要：金剛石作為磨削使用，在全球金剛石工具中約為50%以上，目前國內(nèi)產(chǎn)量還有相當(dāng)?shù)牟罹?。我公司通過幾年的努力，強(qiáng)力開發(fā)了此類產(chǎn)品的合成棒，取得明顯效果，并通過自己的試驗成果贏得了用戶，為我國填補(bǔ)了一項專用金剛石磨削類RVD料合成棒的新技術(shù)、新工藝。

       關(guān)鍵詞：磨削型金剛石，RVD金剛石，趨勢，轉(zhuǎn)化率，工藝原理，技術(shù)新進(jìn)展，前景

 

高性能陶瓷結(jié)合劑金剛石砂輪的研制

劉一波[]   劉偉    黃霞

北京安泰鋼研超硬材料制品有限責(zé)任公司       北京   102200

       摘  要：本文通過對兩種不同陶瓷結(jié)合劑L和G（L為低溫結(jié)合劑，G為高強(qiáng)結(jié)合劑）進(jìn)行球磨混合，制成金剛石砂輪做了詳細(xì)的對比，通過DSC，抗折強(qiáng)度，來確定砂輪的燒制工藝，最后將砂輪應(yīng)用于PDC的磨削中做對比實(shí)驗。實(shí)驗結(jié)果表明：對于自制的陶瓷結(jié)合劑，其添加量在20-24%時，其砂輪抗折強(qiáng)度達(dá)到最大。同時，兩種結(jié)合劑混合后對于砂輪的性能有較大的改善，當(dāng)前者含量為20%時，砂輪的整體效果最佳，此時金剛石砂輪的抗折強(qiáng)度為89MPa；砂輪的壽命比市售同類陶瓷金剛石砂輪壽命提高30-50%，效率提高20%以上。

       關(guān)鍵詞：陶瓷結(jié)合劑 金剛石砂輪 PDC加工 球磨混合

 

硅表面金剛石膜紅外增透性能研究

胡東平 豐杰 李建國 梅軍

中國工程物理研究院總體工程研究所

四川省綿陽市919信箱405分箱

       摘  要：本文通過在大面積區(qū)熔硅表面沉積金剛石膜，制作硅的紅外增透膜。經(jīng)掃描電鏡觀察，金剛石膜的顆粒尺寸平均約2μm，晶體顆粒形狀規(guī)則。測試單面鍍膜的紅外透過率最高達(dá)65%，雙面鍍膜紅外透過率最高達(dá)84%。初步考核證明硅表面金剛石具有一定的抗熱沖擊性能。分析了硅表面金剛石薄膜的紅外增透特性，提出了進(jìn)一步提高金剛石膜紅外增透性能的方法。

       關(guān)鍵詞：金剛石薄膜 增透膜 紅外透過

 

熱絲化學(xué)氣相沉積法制備優(yōu)質(zhì)微米/亞微米級單晶金剛石的研究

張韜1  沈彬1  孫方宏1張志明2

（1上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院，上海，200240）

（2上海交友鉆石涂層有限公司，上海，200240）

       摘  要：本文利用熱絲化學(xué)氣相沉積法（HFCVD），在硅片襯底上進(jìn)行微米級（＞1µm）及亞微米級（＜1µm）單晶金剛石的沉積研究。微米級顆粒金剛石，是以高溫高壓法（HPHT）制備的1µm金剛石顆粒為籽晶，通過甩膠布晶的方法，在襯底上均勻分布晶種，并通過合理控制沉積工藝參數(shù)，在襯底上形成晶形完好的單晶金剛石，在沉積2h后，可消除原HPHT籽晶缺陷，沉積6h后，生長出晶形良好的立方八面體金剛石顆粒（約4µm）；對于亞微米級單晶金剛石，可直接在襯底上進(jìn)行合成，通過調(diào)控沉積參數(shù)（如襯底預(yù)處理方法，偏壓大小，沉積時間）對單晶金剛石的分布密度和顆粒度進(jìn)行控制，經(jīng)過2h的沉積，最終獲得0.7µm的二十面體單晶金剛石。

       關(guān)鍵字：熱絲化學(xué)氣相沉積法，微米級單晶金剛石，沉積參數(shù)