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金刚石与磨料磨具工程

金刚石与磨料磨具工程

2024年01期

《金刚石与磨料磨具工程》是由郑州磨料磨具磨削研究所有限公司主管、主办的我国金刚石与磨料磨具领域的综合性学术与技术类期刊，逢双月出版，国际连续出版号ISSN1006-852X, 国内连续出版号CN41-1243/TG, 国内邮发代号36-34。

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| 容器结构对立式振动抛磨颗粒介质流动特性影响分析

| 容器结构对立式振动抛磨颗粒介质流动特性影响分析

摘要为探究立式振动抛磨设备的容器结构对颗粒介质运动特性的影响，采用ADAMS-EDEM 耦合仿真−−振动抛磨工艺下的颗粒介质运动特性仿真。首先从颗粒运动轨迹与速度矢量角度分别分析容器结构对颗粒运动特性的影响，其次从深度方向与径向方向综合判断容器结构对颗粒速度与颗粒作用力的影响，最后通过动态力测试实验验证仿真的有效性。实验结果表明：岛状结构有助于颗粒的翻滚运动，阻碍了周向运动。有岛容器内颗粒运动更
| 新型KTN 衬底上生长金刚石及其光催化性能研究

| 新型KTN 衬底上生长金刚石及其光催化性能研究

摘要采用微波等离子体化学气相沉积技术，以钽铌酸钾（KTa1-xNbxO3，简称KTN）作为衬底，生长高质量金刚石薄膜。用X 射线衍射仪、扫描电子显微镜和拉曼光谱仪观察并分析金刚石薄膜的表面形貌和微观结构，并研究样品的光催化性能。结果表明：金刚石生长过程中形成了碳化钽过渡层；随着生长时间延长金刚石质量不断提高；所有样品均表现出良好的降解罗丹明B 的能力，其中生长时间为12 h 的样品对罗丹明B的降
| C-H-F 氛围下金刚石薄膜的低温CVD 生长过程分析*

| C-H-F 氛围下金刚石薄膜的低温CVD 生长过程分析*

摘要基于第一性原理的密度泛函理论对C-H-F 氛围下低温CVD 金刚石薄膜的生长过程进行仿真分析，计算H、F 原子在氢终止金刚石表面发生萃取反应的吸附能、反应热与反应能垒，并分析CF3、CF2、CF 3 种生长基团在带有活性位点基底上的吸附。结果表明：与H 原子相比，F 原子更容易在氢终止金刚石表面萃出H，并以HF 形式脱附，且在C-H-F 氛围下有利于在低温时产生更多的活性位点；CF3、CF2
| Ni-Al 辅助微波自蔓延烧结制备Ti3SiC2 基金刚石复合材料工艺研究

| Ni-Al 辅助微波自蔓延烧结制备Ti3SiC2 基金刚石复合材料工艺研究

摘要为降低金刚石磨削工具的制造成本和能耗，探寻一种在低能耗下实现高性能陶瓷结合剂金刚石磨具的制备工艺，同时研究助燃剂Si 和金刚石粒度等因素对样品物相组成、显微形貌和磨削性能的影响。采用Ti、Si、石墨粉和金刚石磨料作为原料，经冷压成型至生胚，通过Ni-Al 辅助在微波场加热诱发Ti-Si-C 体系发生自蔓延高温合成（SHS）反应以制备Ti3SiC2 基金刚石复合材料。结果表明，高热值Ni-Al
| 陶瓷结合剂金刚石团聚磨料探索

| 陶瓷结合剂金刚石团聚磨料探索

摘要细粒度金刚石微粉大量积压是目前金刚石微粉制造行业面临的问题之一，为促进其应用，以铝硼硅结合剂为黏接剂、Si 粉和Ti 粉为添加剂制造团聚磨料试样，并将制成的团聚磨料加入铝硼硅结合剂中制成陶瓷结合剂试样，对所制试样的抗弯强度、物相构成和微观形貌进行分析。结果表明：添加Si 或Ti 的铝硼硅黏结剂均能起到团聚金刚石的作用；当团聚磨料中Si 或Ti 的质量分数为10.0% 时，所制得的陶瓷结合剂试
| 用于金刚石摩擦化学抛光的Ni-W 合金盘制备

| 用于金刚石摩擦化学抛光的Ni-W 合金盘制备

摘要为探究镀液成分、工艺条件等因素对Ni-W 合金镀层的影响，制备出低内应力、高硬度的Ni-W 合金盘，用于金刚石的摩擦化学抛光。采用单一性实验分别探究络合剂浓度、溶液pH、糖精钠浓度对镀层内应力、钨含量、硬度以及沉积速率的影响，并探究不同添加剂对镀层表面整平的效果。最终选用水杨醛为整平剂，并采用反向脉冲电流降低了镀层表面粗糙度，制备出硬度达HV 713，镀层厚度约为0.66 mm 的Ni-W
| 陶瓷磨削用多层钎焊金刚石砂轮的研制

| 陶瓷磨削用多层钎焊金刚石砂轮的研制

摘要为解决传统树脂、电镀金刚石砂轮磨削陶瓷材料时存在的磨削寿命短、砂轮易堵塞烧伤等问题，分析利用钎焊金刚石技术制备陶瓷磨削用多层钎焊金刚石砂轮的可行性。结合钎料组分优选，制备具有开槽结构的多层钎焊金刚石砂轮，并对99.9% 高纯度的Al2O3 陶瓷进行磨削性能试验。结果表明：树脂、电镀金刚石砂轮分别存在磨削效率低和磨削寿命不足的问题，单层钎焊金刚石砂轮磨削效率较高但磨削寿命有限，多层钎焊金刚石在
| 基于离散元法的磁性磨粒干压成型工艺参数优化

| 基于离散元法的磁性磨粒干压成型工艺参数优化

摘要为探究磁性磨粒坯体压制阶段的各工艺参数对其成型质量的影响，优化磁性磨粒的烧结法制备参数，制备出质量优良的磁性磨粒，以铁基氧化铝磁性磨粒为研究对象，建立磁性磨粒干压成型的离散元模型。通过改变压制力、压制方式、摩擦系数、模具高径比等工艺参数，探究其对磁性磨粒坯体成型质量的影响，并实现压制过程中工艺参数的优化。结果表明：压制力越大，坯体孔隙率越小，但压制力过大，坯体外表面产生裂痕，影响坯体表面形貌
| 18CrNiMo7-6 钢发射率值标定及外圆磨削温度研究

| 18CrNiMo7-6 钢发射率值标定及外圆磨削温度研究

摘要为研究齿轮钢外圆横向磨削过程中工件温度受加工参数变化的影响，以18CrNiMo7-6 齿轮钢作为工件材料，CBN 砂轮作为磨具进行试验，使用红外热像仪对磨削过程温度进行检测。提出一种增设气幕装置的热辐射发射率值标定方案，通过气幕生成的高速气流减缓外界空气进入加热炉，防止标定过程中试样被氧化，保证高温条件下标定得到的发射率值的准确度；依据检测结果，分析工件转速、工件每转的磨削深度、砂轮磨粒粒度
| 基于EMD 分量与小波包能量熵的轧辊磨削颤振在线预测

| 基于EMD 分量与小波包能量熵的轧辊磨削颤振在线预测

摘要针对轧辊磨削颤振时的时频域单一处理方法存在部分特征丢失的问题，提出了时频域相结合的方法对信号进行特征处理，并利用智能算法实现轧辊磨削颤振的在线预测。首先，利用经验模态分解（ empiricalmode decomposition， EMD）方法对振动传感器信号进行分解获得各固有模态函数（intrinsic mode function，IMF），剔除“虚假分量”后计算表征轧辊磨削颤振的时域特
| 电防锈磨削的加工性能研究

| 电防锈磨削的加工性能研究

摘要针对传统磨削加工在磨削液使用方面带来的污染环境、危害人体健康和增加生产加工成本等问题，提出采用自来水代替传统磨削液的电防锈磨削加工方法，利用自主研制的电防锈磨削系统对其开展加工性能研究，对比分析了电防锈磨削与干磨削、湿磨削在磨削力、磨削力比、比磨削能、磨削温度和加工表面粗糙度上的差异。结果表明：电防锈磨削在各项指标上与干磨削的平均差异约为19.2%，与湿磨削的平均差异约为7.7%，其加工性能
| 金刚石磨粒纳米加工单晶碳化硅非连续表面机理研究

| 金刚石磨粒纳米加工单晶碳化硅非连续表面机理研究

摘要建立金刚石磨料纳米加工单晶碳化硅衬底的分子动力学模型，从矢量位移、切削力、晶体结构相变及缺陷等方面研究划痕对原子去除过程的影响以及划痕壁面的材料去除机理。结果表明：划痕区域原子的去除方法主要是剪切和挤压。划痕入口区壁面变形为弹性和塑性混合变形，划痕出口区壁面变形主要为塑性变形，增加纳米加工深度能够提高原子的去除量。衬底表面存在的划痕使纳米加工过程中的切向和法向切削力均降低，最大差值分别为30
| 单晶SiC 基片干式摩擦化学机械抛光初探

| 单晶SiC 基片干式摩擦化学机械抛光初探

摘要针对碳化硅（SiC）基片在抛光过程中效率低、费用高、环境污染大等问题，提出了一种在干式状态下对SiC 基片进行摩擦化学机械抛光的方法（dry tribochemical mechanical polishing， DTCMP）。探究不同工艺参数（磨料种类、磨粒粒径、磨粒含量、抛光盘转速、抛光载荷、固相氧化剂含量）对单晶SiC 基片抛光效率和表面质量的影响规律。研究结果表明：金刚石磨粒更适合S
| 磨粒振动对碳化硅CMP 的微观结构演变和材料去除的影响

| 磨粒振动对碳化硅CMP 的微观结构演变和材料去除的影响

摘要针对化学机械抛光中磨料易团聚、机械和化学作用不能充分发挥等问题，采用振动辅助的方法进行优化。通过分子动力学模拟，分析磨粒振动的频率、振幅及其压入深度、划切速度对工件表面微观原子迁移的演变规律，揭示振动对材料去除和表面改善的促进机制；并通过振动辅助化学机械抛光工艺试验和表面成分分析，验证振动辅助的抛光效果和去除机制。结果表明：适当增大磨粒的振动频率、振动振幅及其压入深度、划切速度，可有效提高工
| 5 种规格金刚石圆锯片的行波振动分析及优化

| 5 种规格金刚石圆锯片的行波振动分析及优化

摘要为降低金刚石圆锯片在石材切割时产生的锯切噪声，选取常规锯片、打孔锯片、切缝锯片以及在基体上开鼻型径向槽、开孔与夹层的5 种典型金刚石圆锯片，利用Workbench 软件对其模态、行波振动进行分析，研究其对行波振动的影响。结果表明：直径为180 和230 mm 的常规锯片出现行波共振，产生强烈噪声；直径为105、115 和350 mm 的常规锯片不出现行波共振。直径为180 和230 mm 的
| 超硬磨料套料钻水下钻削P110 钢的磨损实验*

| 超硬磨料套料钻水下钻削P110 钢的磨损实验*

摘要 P110 钢具有良好的综合力学性能，广泛用作油气井的套管，使用硬质合金工具对其进行水下钻削时工具磨损严重。实验研究3 种不同超硬磨粒及结合剂的套料钻水下钻削P110 钢的磨耗比，跟踪观察套料钻表面的磨粒形貌变化，并分析金刚石磨粒表面的石墨化情况。结果表明：在相同加工条件下，3 种不同套料钻的端面磨耗大致相同，但使用金刚石磨粒的套料钻侧面磨损明显小于使用立方氮化硼（cBN）磨粒套料钻的；在水下

金刚石与磨料磨具工程

目录

| 容器结构对立式振动抛磨颗粒介质流动特性影响分析

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| 新型KTN 衬底上生长金刚石及其光催化性能研究

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| C-H-F 氛围下金刚石薄膜的低温CVD 生长过程分析*

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| Ni-Al 辅助微波自蔓延烧结制备Ti3SiC2 基金刚石复合材料工艺研究

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| 陶瓷结合剂金刚石团聚磨料探索

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| 用于金刚石摩擦化学抛光的Ni-W 合金盘制备

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| 陶瓷磨削用多层钎焊金刚石砂轮的研制

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| 基于离散元法的磁性磨粒干压成型工艺参数优化

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| 18CrNiMo7-6 钢发射率值标定及外圆磨削温度研究

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| 基于EMD 分量与小波包能量熵的轧辊磨削颤振在线预测

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| 超硬磨料套料钻水下钻削P110 钢的磨损实验*

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