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中国矿业大学(北京)
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摘要:采用美国D.I.公司生产的BZN9000作为刀具材料制成PCBN刀具,在沈阳机床厂生产的CA6140A车床上对GCr15淬硬轴承钢进行高速切削试验.对切削试验后刀具的前、后刀面进行SEM形貌观察和EDS能谱分析,结果表明:PCBN刀具在高速切削过程中,机械磨损、黏着扩散磨损和化学磨损是刀具磨损的主要形式;前刀面磨损主要为月牙洼磨损,切削刃处、月牙洼后、前刀面处的黏着元素扩散比月牙洼底部还要严重;对后刀面的WDS线能谱分析证实,切削刃处的黏着元素扩散比后刀面要严重....
摘要:介绍了模具石墨的性能特点和切削加工机理,指出了复杂结构电火花石墨模具铣削加工中的困难,提出了CVD金刚石涂层刀具的解决方案.在此基础上介绍了国内外CVD金刚石涂层刀具在石墨模具高速铣削加工的工艺特点以及加工中CVD金刚石涂层刀具的磨损机制和破损失效形式,并列举了CVD金刚石涂层刀具在石墨模具高速铣削加工的应用,指出CVD金刚石涂层刀具高速铣削加工可解决石墨模具难以加工这一难题,若能进一步解决CVD金刚石涂层刀具的膜-基结合力和表面粗糙度问题,预期CVD金刚石涂层刀具高速铣削加工石墨模具可得以广泛推广应用....
摘要:实验采用粒度为W10的cBN微粉,利用六面顶压机进行高压烧结,烧结温度、压力、烧结时间分别为1550℃、5.6 Gpa、180 s.利用SEM、EDS、XRD、TEM对样品进行微观形貌、元素分布、物相组成分析,研究其微观组织结构及形成机制.结果表明,cBN与Al、Ti发生放热反应,其反应产物AlN在高温条件下转变为液相,使逆转化的hBN晶粒溶解,并发生cBN晶粒析出、长大过程,形成cBN-cBN直接键合;cBN与硬质合金界面存在2~3 μm的特殊熔体合金过渡区,其主要成分为Co和AlTi合金....
摘要:将粒度尺寸5μm的CBN微粉与黏结剂Al的混合粉末在国产六面顶压机上高压烧结制备整体PCBN材料,通过对样品磨耗比、显微硬度的测试与分析获得了较优的烧结工艺参数:烧结压力5.4 GPa、烧结温度1500℃和烧结时间240 s.测得样品的显微硬度为3897HV5(加载时间15 s),磨耗比为8750.SEM、TEM观察和XRD衍射分析表明:提高烧结压力可使CBN颗粒产生一定的塑性流动,抑制烧结过程中CBN颗粒表面逆转成hBN;黏结剂Al可与CBN颗粒表面反应形成中间产物AlN和AlB2,在CBN颗粒之间形成牢固的陶瓷中介结合,并消除CBN烧结过程中残余的hBN,从而提高整体PCBN刀具的性能....
摘要:PCD木工圆锯片的锯齿结构参数直接影响其加工的表面质量及刀具寿命.本文采用有限元分析方法对不同结构参数的φ300 mmPCD木工圆锯片在切深ap10 mm,转速1 000 rpm切割条件下的应力状况进行了计算机模拟分析.结果表明,当前角γ固定为15°,后角α从12°增加到15°、18°,最大拉应力和最大压应力增加均小于5%,说明刀具后角对锯片应力的影响较小;当后角α固定为12°,前角γ从15°增加到20°,最大拉应力增加了约30%,说明增大刀具前角会显著增加锯片根部拉应力集中度;其最佳结构设计为前角γ=15°、后角α=12°,此时PCD圆锯片具有最小的受力状况....
摘要:针对北京门头沟叶蜡石粉末进行了高压同步辐射X射线衍射分析,发现叶蜡石升压至15 GPa时(002)衍射峰消失,叶蜡石层状有序堆垛结构被破坏,其准等静压传压功能消失,因而确定其传压上限压力为15 GPa.叶蜡石在升压过程中晶格被压缩,卸压过程中发生回弹但始终处于被压缩状态,且压缩程度c轴最大、b轴次之、a轴最低.在金刚石合成压力(6 GPa)范围内,(002)晶面间距压缩率为3.76%,大于(020)(200)晶面间距压缩率(1.26%);卸压时(200)晶面回弹率为0.6%~0.7%,高于(020)晶面的(0.1%~0.2%).叶蜡石卸压过程中的密封性能与(002)(200)晶面回弹效应密切相关....
摘要:为协调叶蜡石传压性能和密封性能这两大矛盾点,有必要对叶蜡石的水含量进行深入研究.本文分别选取北京门头沟叶蜡石、南非叶蜡石、以及内蒙赤峰叶蜡石混合矿源粉末作为研究对象,进行了X射线衍射分析以及热重-差热(TG-DTA)测试分析.利用XRD衍射技术和TG-DTA分析结果,讨论分析了三个产地叶蜡石中水含量对叶蜡石传压密封耐热性能的影响,发现门头沟叶蜡石的优异传压密封性能可能与其共生硬水铝石的高含量和性能有关,南非叶蜡石的优异传压耐热性能可能与其共生伊利石的高含量及其性能有关....
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EI CSTPCD 北大核心
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摘要:利用化学气相沉积法在硬质合金基体上制备微/纳米金刚石复合涂层,采用扫描电镜、Raman光谱仪、洛氏硬度计、微粒喷浆试验仪对涂层进行微结构与性能表征,同时进行切削试验.结果表明:涂层表面晶粒细小,颗粒尺寸达到纳米级,涂层纯度高,膜/基结合力好,耐磨性高.切削试验结果显示:微/纳米金刚石复合涂层刀具切削加工工件的表面粗糙度比硬质合金刀具小,其表面粗糙度平均值为0.931μm;从后刀面磨损量结果看出微/纳米金刚石复合涂层刀具使用寿命长;从前、后刀面磨损形貌看出金刚石复合涂层结合力好,耐磨性高....
摘要:实验采用粒度为W10的cBN微粉在国产六面顶压机上进行高压烧结,通过对样品磨耗比、显微硬度的测试与分析,获得了合成整体PcBN材料较优的烧结工艺参数:烧结压力为5.4GPa,烧结温度为1500℃,烧结时间为240s,其显微硬度为HV3897、磨耗比为8750;结合SEM、TEM、EDS、XRD对整体PcBN烧结样品的微观形貌、元素分布及物相组成进行分析.结果表明,整体PcBN材料高压烧结聚结机理为cBN颗粒的高压破碎及塑性变形,是cBN-cBN直接结合和cBN颗粒表面与粘结相的冶金反应形成的cBN-M-cBN中介结合,同时得出粘结剂反应生成了固结性能良好的AlN和硬度与韧性较高的AlB2,提高了粘结相的硬度和韧性....
摘要:在高温高压烧结条件下以TiN为主要结合剂,加入一定量的Al,研究TiN含量对整体聚晶立方氮化硼(PCBN)复合材料微观组织与力学性能的影响.分别对烧结样品进行物相组成分析、微观结构观测以及体积密度和硬度测试.结果表明:CBN与结合剂TiN、Al反应生成TiB2、AlN,TiN与Al发生反应生成Al3 Ti,TiN与反应生成物AlN、TiB2、Al3 Ti等构成黏结相均匀分布于CBN晶界周围,牢固地将CBN晶粒黏结在一起,有效地提高了整体PCBN复合材料的结合强度.低含量TiN对整体PCBN的致密度和硬度均有一定程度的提升,在TiN、Al、CBN的质量分数分别为10%、10%、80%时,整体PCBN复合材料的力学性能达到最佳....
摘要:针对高温高压下叶蜡石热导率实时测试存在的问题,采用PPMS综合物性测量系统和LFA427激光热导仪,分别测试了金刚石合成前后合成块不同区域叶蜡石的热导率.测试结果表明,金刚石合成前粉压叶蜡石热导率为6.45 W/(m·K),合成后叶蜡石热导率为2.77 W(m·K),合成后叶蜡石块中间层热导率最大、内层次之、外层最小.通过XRD衍射分析结果发现,经高温高压作用后的叶蜡石晶面间距不但没有被压缩反而发生膨胀,叶蜡石合成块不同区域晶格膨胀率与其相应的热导率有明显的相关性.根据固态声子热导理论模型,解释了高温高压作用前后叶蜡石热导率不同的原因,并推算出在金刚石合成温度压力条件下叶蜡石块的平均热导率为10.13 W/(m·K)....
摘要:本文选取美国公司的BZN9000刀片为研究对象,在CA6140A车床上对GCr15淬硬轴承钢轴承环外套进行了一系列高速硬态干切削实验.采用正交试验设计方法,研究了PCBN刀具几何参数对其使用寿命的影响.结果表明:倒棱角度为-15°、刀尖圆弧半径为0.8 mm、后角度数为6°时,PCBN刀具的寿命最长,并得出刀具寿命影响程度大小的顺序依次为倒棱角度、刀尖圆弧半径和后角....
摘要:针对高温高压下叶蜡石热导率实时测试存在的问题,采用PPMS综合物性测量系统和LFA427激光热导仪,分别测试了金刚石合成前后合成块不同区域叶蜡石的热导率。测试结果表明,金刚石合成前粉压叶蜡石热导率为6.45 W/(m·K),合成后叶蜡石热导率为2.77 W(m·K),合成后叶蜡石块中间层热导率最大、内层次之、外层最小。通过XRD衍射分析结果发现,经高温高压作用后的叶蜡石晶面间距不但没有被压缩反而发生膨胀,叶蜡石合成块不同区域晶格膨胀率与其相应的热导率有明显的相关性。根据固态声子热导理论模型,解释了高温高压作用前后叶蜡石热导率不同的原因,并推算出在金刚石合成温度压力条件下叶蜡石块的平均热导率为10.13 W/(m·K)...
摘要:为解决聚晶金刚石(PCD)表面加工成型和抛光难题,提高PCD加工效率和表面加工质量,采用电火花粗、精放电加工工艺及金刚石砂轮磨削加工工艺对PCD表面进行加工,并采用SEM、EDS、XRD和Raman等观察分析不同加工方式下PCD的表面形貌、表层组织及结构,对不同加工方式下PCD的显微硬度和耐磨性进行测试,考察不同加工方式对PCD表层微结构与力学性能的影响.结果表明:电火花加工后PCD表面会发生金刚石石墨化,而机械磨削加工后则不会;电火花精加工后PCD的显微硬度和耐磨性分别是5613 HV 10和Q 5.8×104,机械磨削加工后则分别是5727 HV 10和Q 5.4×104,二者相比变化不大,而电火花粗加工后的则是4604 HV 10和Q 4.7×104,性能降低明显.同时提出放电加工后PCD表面变质层的概念,并讨论其变质层产生的原因....
摘要:介绍了模具石墨的性能特点和切削加工机理,指出了复杂结构电火花石墨模具铣削加工中的困难,提出CVD 金刚石涂层刀具的解决方案。在此基础上介绍了国内外CVD 金刚石涂层刀具在石墨模具铣削加工的工艺规律以及加工中CVD 金刚石涂层刀具的磨损规律,并列举了CVD 金刚石涂层刀具在石墨模具铣削加工的应用案例。
[专利] 实用新型 CN201721096888.9
焦作天宝桓祥机械科技有限公司 中国矿业大学(北京) 2018-06-15
摘要:本实用新型提供一种六面顶超高压设备用鼓形筒体铰链梁及铰链梁组件,鼓形筒体铰链梁包括有鼓形筒体,鼓形筒体周向上设有耳片;鼓形筒体内设有缸体;缸体包括前腔、后腔以及缸底;前腔、后腔以及缸底的厚度依次加厚;缸体底部设有通孔;通过采用以上技术方案,强化鼓形筒体铰链梁及底部的强度,降低鼓形筒体铰链梁根部及底部通孔处的应力集中,同时相对减轻铰链梁的重量,节约成本,有利于设备大型化发展;避免超高压合成过程中的“漏底”、“断耳”现象。
摘要:总结了我国叶蜡石传压密封材料的发展规律,分析了门头沟叶蜡石在过去五十年中我国六面顶高温高压设备合成超硬材料技术体系形成和发展中的特殊地位和作用,分析了北京门头沟叶蜡石的研究现状和存在的问题,介绍了近年来北京神州灵山叶蜡石公司在叶蜡石传压密封介质产品研究与发展方面的相关举措,展望了未来门头沟叶蜡石传压密封材料的发展前景。
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