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工程技術
銅基金剛石鋸片胎體組織及性能的研究
發布日期:2015-8-25
銅基金剛石鋸片由于成本低、工藝性好、燒結溫度低、鋒利,而深受到廣大生產廠商和用戶的青睞。但其耐磨性差,使用壽命短的缺點一直以來成為制約其發展的主要原因。本文針對銅基金剛石鋸片耐磨性差,使用壽命短這一問題,展開了深入研究。
 
  本文首先研究了燒結工藝和成分配比對不含金剛石胎體機械性能的影響。運用SEM、EDS對不含金剛石胎體組織進行觀察和分析,揭示了胎體微觀組織與機械性能之間的變化規律。利用正交實驗的方差分析對胎體燒結工藝和成分配比進行了優化。然后通過向胎體中加入不同種類的金剛石,研究了金剛石對胎體機械性能的影響。運用SEM、EDS對金剛石與胎體之間的結合狀況和結合方式進行了觀察和分析。最后以福建603花崗巖為鋸切對象,進行實切,檢測由不同種類金剛石所制備的銅基鋸片耐磨性。得出以下主要結論:
 
  770℃燒結的胎體機械性能明顯高于690℃的胎體,保溫9min的胎體機械性能高于保溫3min的胎體。含8%WC的胎體硬度高于含4%WC的胎體,但抗彎強度與含4%WC的胎體基本相當。含18%Ni的胎體機械性能高于含8%Ni的胎體。
 
  胎體中由Cu、Sn、Fe、Ni四種元素所形成的灰白色絮狀組織為強化相,該組織的含量越高,胎體機械性能越高。隨著胎體機械性能的提高,胎體斷裂方式由脆性斷裂向韌性斷裂轉變。WC含量為8%時,WC在局部區域發生團聚。方差分析的優化結果表明:胎體最佳燒結工藝和成分配比為770℃/ 9min/8%WC/18%Ni/25%Fe/49%Cu-10Sn。
 
  加入未鍍覆金剛石后,胎體機械性能急劇下降。加入鍍鈦金剛石后,胎體機械性能較加入未鍍覆金剛石胎體有大幅提高。同時加入鍍鈦金剛石和納米金剛石的胎體與只加入鍍鈦金剛石的胎體相比,機械性能略有下降。
 
  未鍍覆金剛石與胎體的界面處存在明顯縫隙,金剛石與胎體之間為機械結合。鍍鈦金剛石與胎體之間結合緊密,界面處無明顯縫隙,能譜分析結果表明鍍鈦金剛石與胎體之間為化學結合。納米金剛石以吸附形式與胎體結合,納米金剛石吸附在胎體中的顆粒表面上。
 
  鋸切結果顯示:同時含鍍鈦金剛石和納米金剛石鋸片的耐磨性>僅含鍍鈦金剛石鋸片耐磨性>含未鍍覆金剛石鋸片耐磨性。其中同時含納米金剛石和鍍鈦金剛石鋸片與市場上同類產品相比,耐磨性提高了27%。(導師:畢曉勤 博士    研究生:朱建業)

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