金刚石工具

摘要： 金刚石工具是石材加工行业最重要的工具,合适的金刚石工具有助于企业实现可持续发展。本文通过理论与实际结合,提出了一种金刚石工具绿色评价与决策方法,并构建了相关模型。通过实际案例对提出的方法进行验证,证明该方法可获得满意的结果且具有足够的稳定性。

摘要： 树脂金刚石线切割机理在制造领域得到一定程度的研究,但对其磨损情况和磨损机理方面研究较少。采用自制的树脂金刚石线对硅晶体进行切割试验,用扫描电镜观察树脂金刚石线的磨损形貌,并对磨损机理进行初步分析。研究表明:切割完成后,没有明显的树脂层脱落现象;树脂金刚石线的磨损主要表现为金刚石轻微破碎、开裂及整体破碎、金刚石和树脂层间的离隙和脱落。金刚石的轻微破损主要是在机械应力作用下产生,不存在热磨损的过程;金刚石开裂及整体破碎主要是因为金刚石内部本身存在微小的裂纹以及反复作用的切割力而造成的;树脂层的开裂是造成树脂层和金刚石产生离隙的主要原因,产生离隙的金刚石在切割力作用下发生脱落现象。根据树脂金刚石线的磨损形貌及机理分析,应选择内部裂纹少的金刚石,并尽量提高树脂层的强度及硬度。

摘要： 金刚石工具的科学选择对石材加工企业的可持续发展有重要意义。本文基于众多学者的研究,结合当前石材行业发展的趋势,提取了操作简单、指向明确的金刚石工具可持续评价指标,建立了集绿色、经济、技术三方面属性于一体的评价体系。同时,针对建立的金刚石工具评价体系,对各指标的获取方式进行了明确说明。该体系可为石材加工企业快速、科学地选择金刚石工具提供指导。

摘要： 介绍了用石墨做模具的内阻式热压烧结和用耐高温钢做模具单个刀头烧结(SSP)方式,SSP烧结能耗低,烧结时间短。以同样的刀头胎体配方,分别用石墨模具在真空热压烧结机和用钢模在SSP烧结机上烧结,研究两者烧结力学性能差异。结果显示,SSP烧结方式可通过提高压力和延长烧结时间的方式达到与内阻式热压烧结相同或更高的胎体强度,但其硬度略低于内阻式热压烧结。

摘要： 采用正交试验方法研究热压压力、烧结温度和Y_(2)O_(3)含量等3个因素对铁基胎体硬度、致密度、抗弯强度和断口微观形貌等的影响,并获得较优的烧结工艺参数。在此基础上,制备含Y_(2)O_(3)的铁基金刚石工具,并对其断口形貌、耐磨性和锋利度等进行检测及分析。结果表明:含Y_(2)O_(3)的铁基结合剂胎体,其相对密度和硬度的影响因素次序为Y_(2)O_(3)含量>烧结温度>热压压力,抗弯强度的影响因素次序为烧结温度>Y_(2)O_(3)含量>热压压力;且Y_(2)O_(3)能促进铁基金刚石胎体组织的致密化,降低其烧结温度。在烧结温度为780°C、热压压力为51 kN的较优烧结工艺下,适量的Y_(2)O_(3)能使金刚石工具的孔隙率减小、黏结状况改善,并增强黏结剂对金刚石磨粒的把持能力。

摘要： 随着金刚石工具朝着形状复杂化、结构精密化、性能高端化等方向发展,常规金刚石制造工艺受成形原理限制较难满足上述要求,亟须寻求新的金刚石工具制造工艺。增材制造是一项新兴的、降三维制造为二维制造的技术,近年来开始应用于复杂结构金刚石工具的制造。本文综述了激光选区熔化、激光选区烧结、立体光固化成形等目前主流增材制造工艺成形金刚石工具的研究进展,详细介绍了3种工艺的成形原理,重点阐述了不同工艺中金刚石与胎体材料的界面结合问题,简要对比了3种增材制造工艺成形金刚石工具的差异。最后,对未来增材制造金刚石工具的研究重点进行了展望。

摘要： 金刚石工具因其优异的高硬、耐磨等特性,被广泛应用于加工制造业。介绍了金刚石工具的优良性能、应用领域、金刚石工具的分类及制备方法,分析和对比了不同制备方法的优缺点。重点介绍金刚石工具的钎焊、扩散焊制备方法,从焊接工艺、焊接设备、焊接材料等方面概述了国内外金刚石工具的钎焊、扩散焊的研究进展,总结扩散焊、钎焊技术提高金刚石工具性能的机理,分析当前金刚石工具焊接存在的问题,并展望了金刚石工具钎焊、扩散焊技术未来的发展方向。

摘要： 在钎焊金刚石工具制造过程中,金刚石/钎料/基体之间的界面反应产物和微观结构决定了钎料钎焊金刚石与基体之间的结合强度.因此,对界面反应产物及组织微观结构进行研究,进而探讨钎焊工艺的优化十分重要.文章对钎料与基体界面显微组织形貌,高频感应钎焊界面微观,钎焊层的微观组织,钎焊金刚石微结构,钎焊接头界面组织,激光钎焊界面微结构等进行了阐述,以飨读者.

摘要： 总结分析了国内半导体加工用金刚石工具的发展现状.指出了国产与进口半导体加工用金刚石工具的差距,分析了产生差距的主要原因.认为需要国内企业从人员、设备、原料、环境、工艺等多个角度系统性提高产品质量和稳定性,也需要加强半导体产业上下游企业的沟通、配合,加强产学研合作,逐步提高我国半导体产业金刚石工具的整体技术水平,突破半导体产业装备、工艺、原辅料等关键领域的技术瓶颈.

摘要： 在CuSn合金中添加Zn、Ni元素研制一种CuSnZnNi适配型预合金粉,克服了 CuSn10合金硬度低,对金刚石把持力弱,通用性欠佳等问题.通过添加质量分数为20％的Zn元素研制了 CuSnZn合金,相对CuSn10合金固液相温差由170°C降为34°C,合金的流动性得到显著提升.电子显微镜分析表明:随着Zn元素加入,(α+δ)-CuSn共析组织显著增加,同时烧结体中的a-(Cu,Sn)相逐渐转变为α-(Cu,Zn)相;XRD分析表明合金中生成了 Cu6Sn5、Cu41Sn11、Cu5.6Sn的δ相和Cu5Zn8的γ相.在合金中继续添加Ni元素可细化合金晶粒,提高烧结体致密度,强化相组织,阻止裂纹扩展,且合金中出现α-(Cu,Ni)固溶体和金属间化合物Ni3Sn.研制的预合金粉末可提高金刚石工具烧结性能,具有优良的适配性.

摘要： 本文利用热压法,通过改变铸铁粉末含量及热压温度,制备了铁基结合剂金刚石节快.分析了铸铁粉末的存在及热压温度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.结果表明:在实验工艺条件下,铸铁粉末含量提高时,结合剂的抗折强度会下降,而对其硬度的影响较小.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的表面侵蚀,提高结合剂对金刚石的结合力.

摘要： 介绍了3D打印概念与发展史以及3D打印技术与工艺，分析了3D打印金刚石工具可行性，提出3D打印金刚石工具关键技术，3D打印技术制造金刚石工具应该是可行的，特别对于微型、复杂结构型面的金刚石工具产品更有意义，工艺难点和技术参数需要充分探索和研究试验，随着3D打印技术的发展和进步，或许能成为金刚工具制造万法的一种。

摘要： 基于Ni3Al金属间化合物的优异抗氧化性及高温力学性能,本文提出了Ni3Al基金刚石工具的结合剂体系和制备方法,研究了Ni3Al结合剂中添加B和Ni—Cr合金对工具力学性能和微观结构的影响.实验结果表明,在纯Ni3Al中添加0.1％的B可以明显提高金刚石工具的硬度和抗穹强度;而随着Ni—Cr合金含量的增加,金刚石工具的硬度和抗弯强度也随之增加.

摘要： 分别以预合金粉和同比例同组分的金属单质粉作为金刚石工具的结合剂原料,采用真空无压烧结得到金属胎体.利用扫描电子显微镜、洛氏硬度计、阿基米德排水法对所得样品的微观形貌、硬度和相对致密度进行了对比分析.研究发现,随着温度的升高,两类样品的致密度和硬度均呈现出先增大后减小的趋势,当烧结温度达到860°C时,致密度和硬度均达到最大值;在相同烧结温度下,与金属单质粉烧结的样品相比,预合金粉样品组织内孔隙较少;与金属单质粉烧结的样品相比,预合金粉在860°C下烧结所得样品的相对致密度提高5％,硬度提高7HRB.因此在达到同等级性能的前提下,预合金粉真空烧结所得样品的烧结温度更低,可有效的避免在高温条件下金刚石磨料的强度和质量损失.

摘要： 金刚石工具是硬脆材料锯切、磨削、研磨和抛光加工的主要工具,作为工艺消耗品,金刚石工具成本是硬脆材料加工成本的重要组成部分.金刚石工具的主要失效形式是磨损.针对磨损过程难以在线观察的难题,本文采用离散元法模拟金刚石工具的磨损过程,建立了金刚石工具的离散元模型,采用磨粒磨损模型分析金刚石工具的失效形式,研究结果对确立金刚石工具胎体的力学性能设计原则、提高工具寿命具有指导意义.

摘要： 金刚石工具用金属结合剂是由单质金属粉末或合金粉末构成的.作为金刚石工具的结合剂,它首先要满足加工特性的要求,即在使用中既要保证金刚石有良好的出刃,又要保持金刚石不过早的脱落,并能承受各种加工条件的考验,同时还要兼顾到工具生产的工艺特点和要求.近年来，国内粉末行业，不论是单质金属粉末亦或预合金粉末，都取得了相当进步，相对而言，预合金粉末的发展速度更快，较好地适应并推动了超硬制品行业的发展，但仍然存在诸多亟需解决的问题。国内外高端制品的技术路线是细颗粒粉末组合，今后中低端制品依然需要走此技术路线，需要更多的科研人员和厂家在粉末的制备方法、制备工艺、成分设计、结构控制、稳定性提升等方面开展创新性的开发工作。

摘要： 在传统的金刚石工具生产领域,胎体成分检测一般采用化学分析法,单个样品的分析周期在3～7个工作日,这对于产品配方种类繁多的金刚石工具企业来说,无法满足对胎体成分的即时检测分析需要,无疑影响了新产品的开发进度.本研究根据金刚石工具胎体主元素Cu、Fe、Ni、Sn等成分含量的分布特性,运用X射线荧光光谱分析法,通过自制的适用标样,建立相应的标准曲线,实现对各类金刚石工具胎体成分的快速检测与分析,单个样品的检测分析周期缩短至10～20min之内完成,与传统的化学分析方法相比,分析效率提高了200～300倍,这既有利于缩短新产品的开发周期,还能满足生产过程中即时检测与分析控制的需要.

摘要： 众所周知纳米材料有着非常多的特性.最主要有:(1)表面与界面效应;(2)小尺寸效应;(3)量子尺寸效应;(4)宏观量子隧道效应.由此改变了很多平时对物质性质的认知.本文报告采用了特殊的制作方法获得纳米晶的Fe—Ni产品.充分运用纳米材料特性,对不同宏观粒度尺寸和氧含量的铁镍纳米晶的特殊性能进行研究,以及由此带来的金刚石工具制造技术的变革.

摘要： 用于金刚石工具制造中的电容储能冲击焊接机由主电路、控制系统、大容量电容器及其充电电路、放电电路等部分组成。其主要特点在于应用超级电容器、斩波恒流充电技术和并联晶闸管结构，控制系统则为单片机及其控制软件组成。将电容储能焊接技术应用于金刚石工具制造中，可同时解决钎焊和激光焊焊接金刚石工具遇到的问题，尤其是避免金刚石石墨化现象发生，焊接质量好。

摘要： 对Co97X3、Cu57Co40X3和Fe57Co40X3(X=Sn、Ag、Ni、W、Cr)金属结合剂的力-变形行为进行研究,并尝试以断裂挠度对金属结合剂的刚性度进行评价.从薄壁工程钻头和金刚石锯片的工作机理入手,分析单颗金刚石的受力情况,结果表明:Φ63mm规格钻切钢筋混凝土的钻头和Φ350mm规格切割混凝土的锯片结合剂的断裂挠度值N分别为0.92～1.58×10-3mm/MPa和0.28～0.84x10-3mm/MPa时,其性能表现较好.

摘要： 本发明涉及金刚石切割工具领域，特别是一种采用真空预烧结制备金刚石工具的方法及金刚石工具，所述金刚石工具中金刚石包裹造粒从内至外包括：金刚石颗粒、合金碳化过渡层和金属粉末层，金刚石颗粒分布更加均匀，被包裹得更牢固不容易裸露或脱落，避免对模腔的磨损，模具使用寿命更长；由于易碳化的胶体合金粉末预先分布在金刚石颗粒表面，容易与金刚石颗粒表面发生碳化反应形成合金碳化过渡层，提高了金属粉末层对金刚石颗粒的把持力，充分发挥每粒金刚石颗粒在切割石材时的切割作用，金刚石工具切割石材的使用寿命提高10‑20％，切割速度提高15‑25％，金刚石颗粒的分布均匀性得到极大的改善，切割大块石材时走刀不会出现偏刀现象。

摘要： 本发明提供的钎焊金刚石工具深冷处理方法，将待钎焊的金刚石磨粒和基体材料进行深冷处理，将经深冷处理后的金刚石磨粒焊接到深冷处理后的基体材料上，将焊接后得到的工具进行第二次深冷处理，本发明提供的钎焊金刚石工具深冷处理方法，通过在金刚石工具钎焊过程中分别增加两次深冷处理，并与传统钎焊工序进行配合实现，通过两次深冷处理工序与传统钎焊工序的有效配合对金刚石颗粒、基体材料以及钎焊后的工具进行微观结构改善、降低残余应力，从而实现钎焊工具使用寿命的提升。

摘要： 本发明涉及一种用于切削或钻削脆性工件、例如石头、砖块、混凝土和沥青的金刚石工具的切削分段，和具有这种切削分段的金刚石工具。本发明允许在切削期间较高的切削速度和超长的有效寿命，而不会遭受R磨损。在这种切削分段中，大量金刚石颗粒布置在垂直于切削方向叠置的多个板形层中。金刚石颗粒层中的每个层在切削表面上都具有多排颗粒。此外，金刚石颗粒层中的至少两个金刚石颗粒层从切削分段的正面沿切削方向观察时，在切削分段的至少一侧处重叠。本发明通过显著减少在切削期间出现的R磨损而确保均匀的切削，并且从而能够实现较高的切削速度和超长的有效寿命。

摘要： 本发明涉及用于金刚石工具的切削端和有切削端的金刚石工具，其用于切削和打孔各种硬的易碎材料，例如石头、砖块、混凝土和沥青。尤其是，用于金刚石工具的切削端和金刚石工具有为改进切削速度而适宜地排列的金刚石颗粒。本发明提供了一种用于金刚石工具的切削端，刀片上分布有金刚石颗粒，其中在平行于切削表面的平面内的金刚石颗粒相对于切削方向倾斜排列，籍此，在操作中，开出的槽在硬的易碎物质上接续地形成并交叠。

摘要： 本发明提供的钎焊金刚石工具深冷处理方法，将待钎焊的金刚石磨粒和基体材料进行深冷处理，将经深冷处理后的金刚石磨粒焊接到深冷处理后的基体材料上，将焊接后得到的工具进行第二次深冷处理，本发明提供的钎焊金刚石工具深冷处理方法，通过在金刚石工具钎焊过程中分别增加两次深冷处理，并与传统钎焊工序进行配合实现，通过两次深冷处理工序与传统钎焊工序的有效配合对金刚石颗粒、基体材料以及钎焊后的工具进行微观结构改善、降低残余应力，从而实现钎焊工具使用寿命的提升。

摘要： 本发明公开一种细粒度金刚石工具有序排列的生产方法及其金刚石工具，生产方法包括以下步骤：1)细粒度金刚石表面进行至少两层的不同金属粉末的复合包覆，制得粒径增大的金刚石包覆体；2)用冷压成型设备把胎体粉末压成胎体薄片；3)对胎体薄片进行喷胶；4)利用负压通过吸盘吸起金刚石包覆体，再有序排列放置在涂有胶水的胎体薄片上；5)将放置有金刚石包覆体的若干胎体薄片复合叠加，放置模具中，进行热压烧结。本发明实现细粒度金刚石有序排列的效果，大大提高胎体对金刚石的把持力，同时解决了细粒度金刚石吸盘难加工、加工费用高的劣势。

摘要： 本发明涉及金刚石切割工具领域，特别是一种采用真空预烧结制备金刚石工具的方法及金刚石工具，所述金刚石工具中金刚石包裹造粒从内至外包括：金刚石颗粒、合金碳化过渡层和金属粉末层，金刚石颗粒分布更加均匀，被包裹得更牢固不容易裸露或脱落，避免对模腔的磨损，模具使用寿命更长；由于易碳化的胶体合金粉末预先分布在金刚石颗粒表面，容易与金刚石颗粒表面发生碳化反应形成合金碳化过渡层，提高了金属粉末层对金刚石颗粒的把持力，充分发挥每粒金刚石颗粒在切割石材时的切割作用，金刚石工具切割石材的使用寿命提高10‑20％，切割速度提高15‑25％，金刚石颗粒的分布均匀性得到极大的改善，切割大块石材时走刀不会出现偏刀现象。

摘要： 本发明涉及一种用于切削或钻削脆性工件、例如石头、砖块、混凝土和沥青的金刚石工具的切削分段，和具有这种切削分段的金刚石工具。本发明允许在切削期间较高的切削速度和超长的有效寿命，而不会遭受R磨损。在这种切削分段中，大量金刚石颗粒布置在垂直于切削方向叠置的多个板形层中。金刚石颗粒层中的每个层在切削表面上都具有多排颗粒。此外，金刚石颗粒层中的至少两个金刚石颗粒层从切削分段的正面沿切削方向观察时，在切削分段的至少一侧处重叠。本发明通过显著减少在切削期间出现的R磨损而确保均匀的切削，并且从而能够实现较高的切削速度和超长的有效寿命。

摘要： 本发明涉及用于金刚石工具的切削端和有切削端的金刚石工具，其用于切削和打孔各种硬的易碎材料，例如石头、砖块、混凝土和沥青。尤其是，用于金刚石工具的切削端和金刚石工具有为改进切削速度而适宜地排列的金刚石颗粒。本发明提供了一种用于金刚石工具的切削端，刀片上分布有金刚石颗粒，其中在平行于切削表面的平面内的金刚石颗粒相对于切削方向倾斜排列，藉此，在操作中，开出的槽在硬的易碎物质上接续地形成并交叠。

摘要： 一种通过使用包含纳米多晶金刚石或气相合成单晶金刚石的金刚石工具对工件进行加工的方法，所述纳米多晶金刚石含有10ppm以上且1000ppm以下的氮原子，所述气相合成单晶金刚石含有1ppm以上且100ppm以下的氮原子，在对所述工件进行加工时，所述金刚石工具在所述工件与所述金刚石工具的接触点处具有400°C以下的温度，距离所述接触点3cm以内的空间区域中具有20％以下的氧气浓度。