新型金屬基金剛石復合材料工磨具的試制和性能研究

新型金屬基金剛石復合材料工磨具的試制和性能研究

摘要：

近年來，金剛石復合材料因其在硬度、磨損性能、熱穩(wěn)定性和耐腐蝕性等方面的突出優(yōu)勢，在磨削領域得到了廣泛的應用。本文以提高金剛石復合材料的熱穩(wěn)定性和機械性能為目標，通過將金剛石微粉與金屬粉末進行合成，并通過粉末冶金工藝制備了金剛石復合材料和金屬基體的工磨具。通過對其組織結構、硬度、磨耗性能和熱穩(wěn)定性等性能的分析和測試，探討了新型金屬基金剛石復合材料工磨具的試制方法和性能。

關鍵詞：金剛石復合材料；金屬基體；工磨具；熱穩(wěn)定性；硬度；磨耗性能

一、引言

金剛石是一種具有極高硬度和熱穩(wěn)定性的材料，然而其本身存在的一些缺陷限制了其在工業(yè)領域的應用。為了克服這些缺陷，人們開始將金剛石與其他材料進行復合，形成金剛石復合材料，旨在提高其機械性能和熱穩(wěn)定性。而金屬作為一種常見的基體材料，具有良好的導電性和熱傳導性，在金剛石復合材料中起到了重要的作用。

二、試制方法

本文選擇金屬粉末和金剛石微粉為原材料，通過粉末冶金工藝制備了金剛石復合材料和金屬基體的工磨具。具體方法如下：

1.混合原料：將金屬粉末和金剛石微粉按照一定比例混合均勻，以便獲得均勻分散的復合材料。

2.壓制成型：將混合好的原料放入冷壓機中，在一定的溫度和壓力下進行壓制成型，形成所需的磨具坯體。

3.燒結熱處理：將冷壓得到的磨具坯體進行燒結熱處理，提高其致密性和硬度。

4.加工成形：將燒結后的坯體進行機械加工，最終得到所需的工磨具。

三、性能研究

對制備得到的金剛石復合材料工磨具進行了性能測試，并與傳統(tǒng)的金剛石磨具進行了對比。主要測試項目包括組織結構分析、硬度測試、磨耗性能測試和熱穩(wěn)定性測試。

1.組織結構分析：通過電子顯微鏡觀察工磨具的表面和斷口形貌，對其組織結構進行分析。結果顯示，金剛石微粉與金屬基體之間形成了良好的結合，金剛石顆粒均勻分布于金屬基體中。

2.硬度測試：運用維氏硬度計對工磨具進行硬度測試。結果顯示，金剛石復合材料工磨具的硬度明顯高于傳統(tǒng)金剛石磨具，且表現(xiàn)出較好的抗壓性能。

3.磨耗性能測試：通過磨損實驗對工磨具進行磨耗性能測試。結果表明，金剛石復合材料工磨具的磨耗量較小，磨損速率低，耐磨性能良好。

4.熱穩(wěn)定性測試：通過高溫處理對工磨具的熱穩(wěn)定性進行測試。結果顯示，金剛石復合材料工磨具在高溫下仍能保持較好的硬度和機械性能，表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性。

四、結論

通過本文的試制和性能研究，得出以下結論：

1.通過粉末冶金工藝，成功制備了金剛石復合材料工磨具，并獲得了具有良好機械性能和熱穩(wěn)定性的產(chǎn)品。

2.金剛石復合材料工磨具相比傳統(tǒng)金剛石磨具具有更高的硬度和更好的磨耗性能，能夠更好地滿足工業(yè)領域對磨削材料的需求。

3.金剛石復合材料工磨具在高溫下仍能保持較好的硬度和機械性能，具有良好的熱穩(wěn)定性，可適用于高溫磨削場合。

本文對新型金屬基金剛石復合材料工磨具的試制方法和性能進行了研究，為磨削領域的材料研發(fā)提供了一種新的思路和方向。然而，本文僅對其性能進行了初步測試，還需要進一步的研究和實驗驗證，以進一步優(yōu)化材料的性能并拓寬其應用范圍通過本文的研究，成功制備了金剛石復合材料工磨具，并獲得了具有良好機械性能和熱穩(wěn)定性的產(chǎn)品。相比傳統(tǒng)金剛石磨具，金剛石復合材料工磨具具有更高的硬度和更好的磨耗性能，能夠更好地滿足工業(yè)領域對磨削材料的需求。同時，在高溫下，金剛石復合材料工磨具仍能保持較好的硬度和機械