基于表面微观形貌的聚晶金刚石脆性去除机理研究-论文.pdf

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1、第50卷第13期机械工程学报Vo1．50NO．132014年7月J0URNALOFMECHANICALENGINEERINGJul_2014DoI：10．3901／JME．2014．13．202基于表面微观形貌的聚晶金刚石脆性去除机理研究李嫂贾乾忠张弘驶董海(大连理工大学机械工程学院大连116024)摘要：聚晶金刚石(Polycrystal1inediamond，PCD)的磨削是PCD刀具制造中的关键环节，磨削参数的变化影响PCD的去除方式，进而决定刀具的切削性能。采用不同的磨削参数加工PCD复合片，并用王水对磨削后的PCD表面进行腐蚀，通过扫描电镜观察并分析腐蚀后的

2、PCD表面微观形貌，研究PCD的脆性去除方式及其与磨削参数之间的关系。根据去除机理不同，将PCD的脆性去除方式分为微细破碎、沿晶破碎、疲劳解理破碎三种；其中微细破碎又可细分为解理微细破碎和脆性微细破碎。作为湿磨初期的主要去除方式，微细破碎可在所有磨削条件下发生；沿晶破碎通常在金刚石磨粒较锋利时发生；疲劳解理破碎易在金刚石磨粒较钝时发生，因而在干磨后期时疲劳解理破碎较严重。关键词：聚晶金刚石；磨削；去除机理；解理；破碎中图分类号：TG580StudyonBrittleRemovalMechanismofP0lycrystallineDiamondBasedonSurfa

3、ceMicro·morphologyLIManJIAQianzhongZHANGHongtaoDONGHai(SchoolofMechanicalEngineering，DalianUniversityofTechnology,Dalian116024)Abstract：Grindingofpolycrystallinediamond(PCD)isanimportantprocessinPCDcuttermanufacturing．ThegrindingparameterscanstronglyinfluencetheremovalformofPCD，anddeter

4、minetheperformanceofthecuttingtoo1．PCDspecimensaregroundatdiferentgrindingconditionsandetchedusingchlorinatorsacidafterward．Britleremovalmechanismofpolycrystallinediamond(PCD)，aswellasitsrelationwithgrindingparameters，isinvestigatedbyexaminingthesurface~amresofpre-etchedPCDspecimensusin

5、gscanningelectronmicroscopy．Basedondiferentgenerationmechanisms，thebrittleremovalformsofPCDcanbeclassifiedasmicro-cracking，grain-boundarycrackingandfatigue-cleavagecracking，andindetail，themicro-crackingformincludescleavagemicro·crackingandbrittlemicro-cracking．Micro—crackingwhichisthema

6、inremovalformintheinitialstageofwetgrindinghappensunderanygrindingcondition．Grain—boundarycrackinghappenswhenwearparticlesofdiamondwheelaresharp．Onthecontrary,fatigue-cleavagecrackinghappenswhenwearparticlesofdiamondwheelareblunt，especiallyinthelaterstagesofdrygrinding．Keywords：polycrys

7、tallinediamond；grinding；removalmechanism；cleavage；cracking刚石的硬度、耐磨性，同时又有较高的强度和韧性，0前言是一种理想的刀具材料。但是，PCD的高硬度和高耐磨性使其加工变得非常困难。目前对PCD的主要聚晶金NtJ；~(Polycrystallinediamond，PCD)是由加工方法有：热铸铁盘研磨加工pJ、金刚石砂轮磨粒度为微米级的金刚石微粉与少量金属粉末触媒削加工L4j、超声振动研磨加工以及电火花磨削加工(如Co)混合后，在高温高压下烧结而成；金刚石微等J。其中金刚石砂轮磨削加工由于其技