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《金刚石与磨料磨具工程》2018年度最具影响力论文

关键词 磨料磨具 , 论文|2020-04-01 10:30:33|论文集|来源 《金刚石与磨料磨具工程》
摘要 1、直接转化法合成大尺寸纯相多晶金刚石第一作者:王海阔河南工业大学王海阔,张相法,位星,等.直接转化法合成大尺寸纯相多晶金刚石[J].金刚石与磨料磨具工程,2018,38(1):1...

1、直接转化法合成大尺寸纯相多晶金刚石

第一作者:王海阔

河南工业大学

王海阔, 张相法, 位星, 等. 直接转化法合成大尺寸纯相多晶金刚石 [J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2018, 38(1): 1-6.

       摘要 在不同热力学条件下,以不同碳源为初始材料,采用直接转化法合成不同晶粒尺寸、不同颜色的纯相多晶金刚石块体(φ6 mm×6 mm),并用X射线衍射、Raman 光谱及扫描电镜等方法检测验证。采用维氏压痕法测得纳米结构的黄色透明样品硬度为130 ~ 270 GPa(加载3 N)。对黄色透明样品进行砂轮对磨实验,其磨耗比达1.658 × 106,约为现在市场上主流钴基石油用金刚石复合片的25 倍。差热分析表明:黄色透明样品的热稳定性与克拉级单晶金刚石基本持平;以纳米结构多晶金刚石与金刚石大单晶对磨,测定其磨耗比为2.5,表现出比金刚石大单晶更优越的耐磨性。

2、直流电弧等离子体喷射法制备金刚石自支撑膜研究新进展

第一作者:李成明

北京科技大学

李成明, 陈良贤, 刘金龙, 等. 直流电弧等离子体喷射法制备金刚石自支撑膜研究新进展 [J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2018, 38(1): 16-27.

摘要 文章综述了以直流电弧等离子体喷射法制备自支撑金刚石膜的研究新进展,对电弧特性、金刚石晶体质量、力学性能、光学性能及热学性能进行了介绍。研究表明:不同电弧区域的金刚石膜结晶质量及应力状态有所差异,钛过渡层可以降低金刚石的残余应力;采用四点弯曲测得金刚石的断裂韧性为10.99 MPa·m1/2;一定温度范围内,金刚石吸收系数与温度的关系基本不受金刚石质量和厚度的影响;金刚石的光学性能越好,其热导率越高,且金刚石形核面热导率略高于生长面,500 K以上时多晶金刚石膜的热导率近似于单晶水平。

3、二氧化钛包覆微细金刚石的制备及表征

第一作者:赵玉成

燕山大学

赵玉成,  李亚朋, 闫宁, 等. 二氧化钛包覆微细金刚石的制备及表征 [J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2018, 38(6): 7-12.

摘要 以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为偶联剂,钛酸四丁酯(TBOT)为TiO2前驱体,氨水为催化剂,通过St?ber法制备核-壳结构的二氧化钛包覆微细金刚石(UFD@TiO2),研究溶液pH值、氨水及去离子水的加入量对UFD@TiO2的影响。采用XRD、SEM及DSC-TG等手段对UFD@TiO2进行表征,利用三点弯曲法测定添加UFD或UFD@TiO2的陶瓷结合剂试样的抗折强度,通过SEM观察陶瓷结合剂试样断口的微观形貌。实验结果表明:当溶液pH值约为8,氨水体积分数为0.8%,去离子水体积分数为0.8%时,TBOT水解生成的TiO2易在金刚石表面异质形核,可获得致密均匀的TiO2膜层;UFD@TiO2的起始氧化温度为650 ℃,比UFD的起始氧化温度583 ℃提高了67 ℃;UFD@TiO2-陶瓷结合剂试样的抗折强度比UFD-陶瓷结合剂试样的抗折强度提高了20.9%。

4、PCBN基体孕镶金刚石复合材料的制备与性能研究

第一作者:刘宝昌

吉林大学

刘宝昌, 曹鑫, 孟庆南, 等. PCBN基体孕镶金刚石复合材料的制备与性能研究 [J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2018, 38(5): 21-27.

       摘要 在5~6 GPa、1400~1500 ℃、保温5 min的条件下,以立方氮化硼粉末、多种黏结剂、镀钛金刚石颗粒混合制备出金刚石复合材料。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱分析仪(EDS)、拉曼分析仪(Raman光谱)以及耐磨性、显微硬度的测试设备等,对材料的组织形貌、物相成分、界面结合情况、力学性能等进行分析。实验结果表明:金刚石颗粒良好地分布在立方氮化硼基体中,两者界面结合牢固;在界面处生成的TiB2、TiC、AlN等陶瓷硬质相可提高复合材料的磨耗比、显微硬度、抗冲击韧性等物理力学特性。新材料的磨耗比相比于传统材料提高了37.64倍 ,维氏硬度大于40 GPa(加载力10 N),致密度达97%以上,耐热性达到1148 ℃,相比于传统PDC复合片的耐热性提高了28%~64%。

5、超硬磨具磨粒有序排布技术的原理及应用

第一作者:冯创举

河南工业大学

冯创举, 崔仲鸣, 赫青山, 等. 超硬磨具磨粒有序排布技术的原理及应用 [J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2018, 38(1): 65-72+77.

       摘要 磨料有序排布的超硬磨料工具是磨削工具家族的新品种,其工作表面具有按一定规律整齐排布的磨削刃,与传统磨具相比具有容屑空间大、磨削刃锋利、磨削力小和磨削温度低等优点,目前已经成功应用于高效精密磨削加工领域,并表现出良好的应用潜力。但如何实现磨粒高效率和精确的有序排布还是一个难题,因此迫切需要发展新的磨粒排布技术。文章介绍了有序排布磨料的基本理论,磨具的构造、主要制造方法以及研究发展情况,分析了排布方式对磨削性能的影响,并对其今后的发展方向进行了展望。

6、磁流变微结构动压平面抛光试验研究

第一作者:董  敏

广东工业大学

董敏, 路家斌, 潘继生, 等. 磁流变微结构动压平面抛光试验研究 [J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2018, 38(1): 82-88.

       摘要 为提高集群磁流变平面抛光效率,在抛光盘表面增加微结构,以增强加工过程中的流体动压作用。使用平面抛光盘和表面加工有孔洞、V形槽、U形槽、矩形槽等不同微结构的抛光盘进行抛光试验及抛光压力特性试验,研究了加工间隙和工件转速对加工效果的影响。结果表明:抛光盘表面微结构对工件材料去除率影响较大,不同微结构盘材料去除率从大到小顺序为V形盘>U形盘>平面盘>孔洞盘>矩形盘,其中V形盘的材料去除率比平面盘高25%以上;所有抛光盘均能获得纳米级(Ra 在8 nm以内)表面。当加工间隙为0.9~1.0 mm、工件转速为550 r/min时,加工效果较好。

7、非球面磨削过程中圆弧形砂轮的磨损分析

第一作者:陈  冰

湖南科技大学

陈冰, 罗良, 焦浩文, 等. 非球面磨削过程中圆弧形砂轮的磨损分析 [J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2018, 38(5): 56-60.

       摘要 针对砂轮磨损会严重影响非球面磨削质量的问题,基于非球面磨削的运动方式,解析了非球面磨削过程中的材料去除体积和砂轮磨损体积公式,并结合砂轮磨损实验,探究非球面磨削用圆弧形金刚石砂轮的磨损规律。结果表明:圆弧形金刚石砂轮在磨削非球面过程中由于磨损会导致其径向尺寸减小,在砂轮失效前其直径变化主要存在3个阶段:即直径快速变化阶段、缓慢变化阶段和微量变化阶段。圆弧形砂轮表面的结构特性,使得砂轮圆弧顶端的结合剂对顶端区域的磨粒把持力要低于其他磨粒的,导致该区域的磨粒和结合剂被快速磨损,直至圆弧形金刚石砂轮的几何结构不再影响其结合剂对磨粒的把持力,此后其磨损过程与平面金刚石砂轮磨损类似。

8、航发钛合金风扇叶片自适应砂带磨削实验研究

第一作者:张宏之

中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司

张宏之, 梁巧云, 陈盛天, 等.  航发钛合金风扇叶片自适应砂带磨削实验研究 [J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2018, 38(5): 67-72.

       摘要 航空发动机叶片的材料多为钛合金,该类材料强度和机械性能良好,但加工性能差,而模锻、精铣后的叶片型面精度和表面质量需要加工来满足航空发动机的要求。通过三坐标测量仪最佳拟合法检测模锻叶片,确定叶片型面加工余量,再采用自适应砂带磨削方式对航发模锻叶片材料定量去除。结果表明:磨削加工能精准去除模锻叶片表面的加工余量,保证叶片进排气边的圆弧过渡,且叶片表面粗糙度Ra值均在0.4 μm以下。

9、金刚石油石超精加工氧化锆陶瓷轴承沟道的仿真与实验研究

第一作者:李颂华

沈阳建筑大学

李颂华, 王维东, 吴玉厚, 等. 金刚石油石超精加工氧化锆陶瓷轴承沟道的仿真与实验研究 [J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2018, 38(4): 64-71.

       摘要 用ABAQUS软件建立金刚石油石超精加工氧化锆陶瓷轴承沟道有限元模型,分析其加工机理,并利用金刚石油石对氧化锆轴承沟道进行超精加工,获取超精加工后沟道表面粗糙度及表面形貌,研究超精加工应力对氧化锆轴承沟道表面质量的影响。结果表明:工件切线速度由150 m/min增加到450 m/min,表面应力减小,表面粗糙度值由0.091 2 μm下降到0.059 3 μm,随后增大;油石压力由0.2 MPa增加到0.8 MPa,表面应力增大,表面粗糙度值由0.194 2 μm下降到0.032 2 μm;当金刚石油石的长、短行程摆动速度增加,轴承沟道表面应力增大,其表面粗糙度值分别由0.071 6 μm增加到0.085 8 μm和0.062 7 μm增加到0.100 8 μm。适当提高工件切线速度、油石压力、长行程摆荡速度,降低短行程振荡速度有助于改善加工质量。

10、磨粒高速流动电解机械复合光整加工方法研究

第一作者:王金山

南京航空航天大学

王金山, 徐正扬, 徐广超. 磨粒高速流动电解机械复合光整加工方法研究 [J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2018, 38(5): 50-55.

摘要 针对复杂型面金属零件的光整加工,提出磨粒高速流动电解机械复合光整加工方法:采用随电解液高速流动的微小磨粒,通过加工过程中的电化学溶解和磨粒连续微量划擦,改善工件表面质量。通过对比试验分析了复合加工、纯电解加工和纯磨粒高速流动加工等3种方法对加工效果的影响,并用单因素法加工不锈钢工件,分析不同试验因素对工件表面粗糙度的影响。结果表明:采用复合光整加工方法能有效提高光整加工效率,降低工件表面粗糙度,获得较好的加工效果;当加工电压为5 V,加工间隙为2 mm,使用粒径为75~106 μm的Al2O3磨粒加工5 min时,工件表面粗糙度可以达到0.17 μm。


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