超硬材料磨削工具用金属陶瓷复合结合剂研究

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1、摘要超硬材料磨削工具代表了现代化磨削加工工具的发展方向。结合剂是超硬材料磨削工具中的主要组成部分，常用的结合剂主要有：树脂结合剂、金属结合剂和陶瓷结合剂。金属陶瓷复合结合剂将金属结合剂和陶瓷结合剂的优点加以综合，对超硬材料磨削工具结合剂发展具有重要的理论意义，对满足现代化磨削加工的需要有非常重要的应用价值和社会经济效益。本文依照金属陶瓷复合机理，基于较为成熟的超硬材料磨削工具陶瓷结合剂和金属结合剂，研究了硼硅玻璃陶瓷结合剂与金属体系纯Co、Cu．Zn合金、锌白铜(Co．Ni．Cu．Zn合金)、zn．A1合金的复合，分别探讨了不同金属加入

2、量对陶瓷基金属陶瓷复合结合剂的性能影响；不同硼硅玻璃加入量对金属基金属陶瓷复合剂的性能影响；不同的烧成工艺和制度对复合结合剂的性能影响，并借助SEM对试样进行了显微结构分析。结果表明：金属Co对陶瓷结合剂和超硬材料有较好的润湿性，Cu．Zn合金陶瓷复合结合剂有较低的热膨胀系数，锌白铜陶瓷复合结合剂既与超硬材料有较好的润湿性又有较低的热膨胀系数。对复合结合剂的烧结工艺的研究还证明：提高烧结温度、对金属进行合金化处理、良好的气氛保护措施等均有助于提高复合结合剂性能。关键词：超硬材料；金属陶瓷；磨削工具；结合剂；低温烧结ABSTRACTSup

3、er-hardabrasivegrindingtoolsisakindofadvancedtoolsofmodemabrasivemachining．ThebondisthekeycomponentofSuper-hardabrasivegrindingtools．Thereare3kindsofbondsareinpracticeusenow：ceramicbonds，metalbondsandpolymerbonds．Cermetsbondsintegratedcharacteristicsofbothceramicsbondsan

4、dmetalbonds；theresearchofcermetsbondsissignificantforboththeoreticalandpracticepurpose．Accordingtothetheoryofcompositematerial，4kindsofalloy·systemswereinvestigatedinthispaper．ncyare：Co，Cu-Znalloy,Nickel-SilveralloyandZn-A1alloy．TheborositicateglassWasusedasceramicsphase

5、ofcermetsbends．Efieetsofdifferentmetalandalloysystem，differentadditionamountofmetalinborosilicate·glasssubstratalcomposite，differentadditionamountofmetalinalloysubstratalcompositeanddifferentsinteringprocessesonstrengthofthecompositeswerestudied．Thefracturesurfaceofthesa

6、mplesandthebondinginterfacebetweenbondsandgrind／ngsgrainswereanalyzedbyscanningelectronmicroscopy佑EM)．TheresultsshowedthatthewettabilityofthecompositewiththeadditionofCo-systemmetalWasbetterthanthatofothercomposites．andthethermalexpansioncoefficientofcomposite耐ththeaddit

7、ionofCu-Zn-systemmetalWaslowerthanthatofothercomposites．ThecompositewiththeadditionofNickel-Silversystemhasbothbetterwettabilityandlowerthermalexpansioncoefficient．Relativelyhighersinteringtemperature，atmosphere，protectionandpre·alloyingwerebenefittotheperformanceofcompo

8、sites．Keywords：Super-hardabrasive；lowtemperaturesinterifig；cermets；grindingtools；bonds．独创性声明本人声明所呈交的学位论