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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04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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| 动脉血管钙化斑块旋磨研究综述

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摘要旋磨术是治疗血管钙化病变的一种微创技术，通过微型砂轮去除堵塞在血管内的钙化斑块组织，达到疏通血管、重建血液流动的目的。钙化斑块组织堵塞血管造成供血不足，易诱发多种心血管疾病，其硬度较大导致球囊和支架无法撑开，目前临床上普遍采用旋磨术进行疏通。首先综述了旋磨术的相关研究成果和发展趋势，并对旋磨器械发展进行了介绍；其次总结了旋磨术优劣势的相关内容；然后对旋磨机理进行了详细的分析；最后总结了旋磨术
| 中国超硬材料行业2023年运行报告

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摘要依托2023年国家宏观经济统计数据，对中国超硬产业进行深入分析，并结合中国、美国、欧洲和日本等地海关统计的进出口数据，探讨中国超硬材料行业的整体发展情况及其同国际先进水平的比较。研究发现：在国家宏观制造业表现出较强韧性、稳步增长的大背景下，我国超硬行业仍然面临较大的压力，整体指标不及预期，发展相对缓慢。下游市场的积极因素以光伏电池产量显著增长为代表，消极因素包括培育钻石市场低迷。除宝石级单晶
| 不同产地叶蜡石的传压特性

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摘要作为密封传压介质，叶蜡石已被广泛应用于实验室和工业的高压合成中。然而，叶蜡石中矿物成分的改变将影响其传压效率及密封性。本研究中在6×8 MN大腔体六面顶压机中完成4种不同产地叶蜡石在室温下的压力标定工作，并通过X射线衍射研究叶蜡石中矿物组成的变化对传压效率的影响。结果表明：叶蜡石中含有较高硬度的矿物（如水铝石、勃姆石、白云母和高岭石），可有效提升叶蜡石的传压效率；随着腔体压力提升，叶蜡石的传
| Mo₂C-TiN_0.3复合材料的高温高压制备及性能

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摘要将Mo 2 C和TiN 0.3粉体采用机械合金化和高温高压烧结相结合的方法进行分层烧结，并制备30%Mo 2 C-70%TiN 0.3的烧结体复合材料，分析Mo 2 C-TiN 0.3烧结体的物相组成、微观组织结构及力学性能。结果表明：Mo 2 C和TiN 0.3间存在明显的相互扩散，且形成了2层不同的扩散层；随着烧结温度不断升高，Mo 2 C-TiN 0.3烧结体的晶粒尺寸逐渐变大，会导致
| 烧结工艺对CuSnZn合金粉末性能的影响

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摘要提高金刚石工具的性能并控制其生产成本已成为工程应用领域的重点研究方向。本研究中，通过雾化法制备不同Zn质量分数（10.00%～30.00%）的CuSnZn合金粉末，在610～655℃不同的热压烧结温度和21 MPa的烧结压力下制备烧结节块，并对烧结节块的理论密度、洛氏硬度、抗弯强度、显微形貌进行分析。结果表明：随着Zn含量升高，CuSnZn合金粉末熔化温度逐渐降低，当Zn质量分数为30.00
| 金刚石涂层游动芯头制备及其在铜管生产中的应用

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摘要通过沉积方式和旋转装置设计，采用直流电弧等离子体喷射法在硬质合金游动芯头表面均匀沉积金刚石涂层，并利用白光干涉仪、扫描电子显微镜、Raman光谱仪和压痕法对涂层的表面粗糙度、形貌、质量均匀性和膜–基附着力等进行测试分析。结果表明：金刚石涂层抛光后的表面平均粗糙度S a为76.4 nm，金刚石涂层脱落位置到压痕中心的平均距离为287.9 μm，且各位置的金刚石涂层厚度均匀性和质量均较好。将制备
| 热爆反应在金刚石表面快速形成TiC涂层

| 热爆反应在金刚石表面快速形成TiC涂层

摘要分别采用Ti/碳黑/diamond和Ti/碳黑/PTFE/diamond粉体为原料，通过热爆反应在金刚石颗粒表面形成以TiC为主的涂层，研究原料中金刚石含量及添加PTFE对金刚石表面TiC涂层的影响。结果表明：2种体系的原料热爆反应后基体的组成为TiC。Ti/碳黑/diamond体系中，当原料中金刚石质量分数为10%～30%时，反应后的金刚石表面均实现良好的TiC涂层涂覆。在Ti/碳黑/PT
| 金刚石层倒角参数对PDC切削齿性能的影响规律

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摘要聚晶金刚石复合片（polycrystalline diamond compact，PDC）切削齿的综合性能受金刚石层倒角参数的影响较大，特别是其抗冲击性能，但影响规律不明。为探究金刚石层倒角参数对PDC切削齿性能的影响规律，优化PDC切削齿结构并提高PDC钻头的钻进效率，采用目前应用较广的平面型和微弧型PDC切削齿，分别制作0.2、0.3、0.4、0.5 mm 4种倒角尺寸和15°、30°、
| 水平井PDC钻头的井底流场数值模拟

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摘要为了解决页岩水平井岩屑运移困难、钻头泥包等问题，提高聚晶金刚石复合片（polycrystalline dia-mond compact，PDC）PDC钻头在钻井过程中的钻井效率和使用寿命，采用数值模拟方法、低雷诺数k-ԑ湍流模型建立井底的流场模型，对PDC钻头的水力结构在不同钻井液排量、PDC钻头转速和岩屑粒径工况下的井底流场变化和岩屑运动状态进行分析并优化改进。结果表明：重力作用对低排量下
| 大型金刚石薄壁钻头行波振动分析及优化

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摘要针对大型金刚石薄壁钻头在钻切中出现的振动和噪声问题，用Ansys Workbench有限元软件对无开孔、开孔、开孔且夹层和安装定位轮的薄壁钻头进行模态分析，进一步用行波振动理论计算薄壁钻头共振裕度δ，分析避开行波共振的效果，研究开孔、夹层对行波振动的影响。结果表明：钻切转速为187.32r/min时，无开孔薄壁钻头的共振裕度δ为0，出现后行波共振；在无开孔薄壁钻头出现后行波共振固有模态变形大的
| 单磨粒金刚石微切削碳化硅晶体仿真与实验研究

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摘要采用有限元软件Abaqus建立金刚石锥形磨粒微切削碳化硅晶体的模型，通过预仿真模型确定切削深度和切削速度的选择范围，分析影响切削力的主、次要因素，研究单一切削参数对碳化硅晶体切削效果的影响；并借助赫兹接触理论，验证加载力对摩擦力、切削边缘形貌、切削深度的影响。结果表明：切削深度是影响切削力的显著因素，预仿真模型确定的切削深度不超过1.50 μm；碳化硅晶体切削的最优方案为切削深度取0.50
| 碳化硅陶瓷飞秒激光加工表面物化特性及去除过程研究

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摘要硬脆材料超快激光加工可有效抑制加工损伤，是碳化硅陶瓷精密加工的重要手段。采用飞秒激光，在不同能量密度和脉冲数下对碳化硅陶瓷进行加工，探究激光参数对其表面形貌特征、化学组分和微孔加工的影响，分析表面微观结构的演变规律和材料去除过程。结果表明：单脉冲加工碳化硅陶瓷表面形成沸腾区和熔化区，计算得到形成特征区的阈值能量分别为3.779、0.860 J/cm2；碳化硅陶瓷的去除过程是光热作用和光化学作
| 金刚石滚轮轮廓圆度误差在线判别

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摘要金刚石滚轮形面的修形技术是制造金刚石滚轮的关键技术之一，常采用金刚石砂轮磨削法对其进行精密修形，修形后的轮廓圆度误差是考量滚轮修形合格与否的重要指标。目前的轮廓圆度检测方法是人工停机取下滚轮并放置于轮廓仪上进行，极大地增加了滚轮制作的时间和成本。为此，对在五轴加工机床上的金刚石滚轮，沿其轮廓面横向磨削修形时产生的振动信号，提出基于小波包系数和随机森林的在线检测方法并对其轮廓修形状态进行识别，在
| 研磨压力对聚晶金刚石表面质量的影响

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摘要使用金刚石平磨盘对聚晶金刚石（polycrystalline diamond，PCD）复合片的金刚石层进行高速研磨实验，研究研磨压力对PCD研磨去除率、表面粗糙度和表面形貌的影响。结果表明：当研磨压力为0.10～0.18MPa时，随着研磨压力的增大，PCD的研磨去除率增大，表面粗糙度减小。PCD研磨表面缺陷主要包括沿晶破碎、微小凹坑、机械划痕、微裂纹等，且随着研磨压力增大，研磨表面平滑面积扩
| 微孔的磨料水射流抛光CFD模拟及试验

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摘要为解决飞秒激光微孔难以抛光的问题，结合磨料水射流去除函数稳定、自适应性强等特点，采用磨料水射流抛光方法提高飞秒激光微孔质量。利用Fluent软件对不同工艺参数下的磨料水射流微孔抛光过程进行计算流体力学（computational fluid dynamics，CFD）模拟，分析不同参数下的流场分布、侵蚀速率及壁面剪切力作用规律；然后通过响应面法对射流靶距、射流压力及磨料粒径等3因素进行优化试验
| 圆管切向振动辅助磨料流的光整加工试验研究

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摘要传统磨料流加工技术在加工孔道内壁、形状复杂的工件时，工件表面在各个方向上的加工质量不均匀。在传统磨料流加工中加入振动辅助，使工件表面形成波浪形加工轨迹，以提高工件表面质量和材料去除效率。分析振动辅助加工原理和磨粒对工件表面的划痕作用，搭建振动辅助磨料流加工试验平台，研究磨料流速、振幅、频率对工件表面粗糙度与表面形貌的影响。结果表明：与传统磨料流加工相比，振动辅助磨料流加工使磨粒在工件表面的切

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