【摘 要】
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大粒径钎焊金刚石工具在高效重负荷加工过程中,高的磨粒出露度会导致部分金刚石磨粒整体破碎或脱落,从而降低了钎焊金刚石工具的加工精度和使用寿命。然而现有的金刚石工具修整方法对解决该问题无能为力。阻焊作为施压型微域加热工艺,可以解决金刚石工具损毁磨粒的修复难题。因此,本研究拟采用预连接工艺和阻焊工艺在磨粒损毁的位置“重植”完好的金刚石磨粒,以较小的工作量实现钎焊大粒径金刚石工具功能的恢复,为提高大粒径钎
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大粒径钎焊金刚石工具在高效重负荷加工过程中,高的磨粒出露度会导致部分金刚石磨粒整体破碎或脱落,从而降低了钎焊金刚石工具的加工精度和使用寿命。然而现有的金刚石工具修整方法对解决该问题无能为力。阻焊作为施压型微域加热工艺,可以解决金刚石工具损毁磨粒的修复难题。因此,本研究拟采用预连接工艺和阻焊工艺在磨粒损毁的位置“重植”完好的金刚石磨粒,以较小的工作量实现钎焊大粒径金刚石工具功能的恢复,为提高大粒径钎焊金刚石工具的使用寿命服务。通过试验分析,完成了以下具有创新意义的原理性论证工作:(1)预连接金刚石磨粒的研究结果表明,1000℃保温2min的预连接工艺在使金刚石与Ni-Cr-P合金实现良好冶金结合的同时,极大程度上维持了金刚石磨粒的磨削性能;金刚石与预连接层的结合界面上生成Cr3C2和Cr7C3化合物,金刚石磨粒仍保持良好的锋利度且表面无热损伤;预连接金刚石磨粒整体受到压应力,压应力由表面至芯部逐渐减小,最小压应力为0.597GPa,最大压应力为0.739GPa;与原始金刚石相比,预连接金刚石磨粒的抗冲击韧性下降了约29.6%。(2)阻焊金刚石磨粒的研究结果表明,在最优阻焊工艺参数(I=0.67k A;F=0.2MPa;t=50ms)下,焊后金刚石磨粒可以产生一定出露并保持良好的锋利度,同时,预连接磨粒与基体产生焊接熔合;阻焊后金刚石磨粒整体受到压应力作用,最小压应力为0.692GPa,最大压应力为0.829GPa;相比于预连接金刚石磨粒,阻焊后金刚石磨粒的抗冲击韧性仅下降了3.75%;阻焊不会对周边金刚石磨粒产生热影响。(3)磨削试验结果表明,当主轴转速10000r/min、修锐深度80μm和修锐时间8s时,修锐后金刚石磨粒棱边完整,磨粒从预连接层中出露,修锐效果较好;修锐后,金刚石磨粒顶端受到0.377GPa的拉应力,而底部受到0.783GPa的压应力;阻焊金刚石磨粒的磨耗平台面积扩展率和对大理石的材料去除量均优于钎焊金刚石磨粒;阻焊金刚石试样磨削大理石的平均表面粗糙度Ra为1.670μm,钎焊金刚石试样磨削大理石的平均表面粗糙度Ra为1.478μm;阻焊金刚石试样的磨削弧区最高温度为44.26℃,比钎焊金刚石试样低约7.24℃。
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