陶瓷结合剂含量对金刚石磨具性能影响研究(2)
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【关键词】
【摘要】通过试样断口SEM观察进一步验证了以上分析,图3为试样断口SEM拍摄图片,图中a、b、c、d、e分别对应31wt%、33wt%、35wt%、37wt%、39wt%结合剂含量试样。 结合图
通过试样断口SEM观察进一步验证了以上分析,图3为试样断口SEM拍摄图片,图中a、b、c、d、e分别对应31wt%、33wt%、35wt%、37wt%、39wt%结合剂含量试样。
结合图1、图2分析:由图3中a图可以看出,当结合剂含量为31wt%时,金刚石颗粒间隙明显,部分结合剂以团聚颗粒形式附着于金刚石表面,结合剂对金刚石的粘结、包覆不充分,从而导致其硬度与强度均较低;由图3中b图可以看出,当结合剂含量为33wt%时,结合剂对金刚石颗粒间隙的填充情况有所改善,故而其硬度与强度较结合剂含量为31wt%时有所提升;由图3中c、d、e图可以看出,当结合剂含量高于35wt%时,结合剂对金刚石颗粒间隙的填充充分,结合剂对金刚石的粘结、包覆较好,结合剂桥上形成的微气孔随着结合剂含量的提升而减少,但减少幅度不大,因此当结合剂含量高于35wt%时试样硬度与抗弯强度仍有增加但增加趋势趋于平缓。
综上分析可知,受结合剂含量对气孔形成的影响,陶瓷结合剂金刚石结块的硬度与强度随结合剂含量的提升而增加,其增加趋势在结合剂含量达一定程度时趋于平缓。
3.2 磨削性能分析
不同结合剂含量金刚石结块对YG8材质的磨削实验结果见表3所示。
表3 磨削试验结果Table 3 Grinding test results of different contentvitrifiedbond diamond composite specimens编号磨耗比η磨削效率ν(mm3/min)
图3 断口SEM图片Fig.3 The microstructure of fracture of different content vitrified bond diamond composite specimens
由表3可以看出,磨耗比η随结合剂含量提升而提升。结合图3分析:结合剂含量为31wt%与33wt%时,结合剂对金刚石粘结、包覆不足,结合剂对金刚石的把持弱,在磨削过程中金刚石容易脱落导致金刚石利用率低,故而A1、A2配比的磨耗比η均相对较低;当结合剂含量提升至35wt%时,结合剂对金刚石的粘结、包覆较好,形成较饱满结合剂桥,结合剂对金刚石的把持有所提升,因此A3配比较A1、A2配比的磨耗比η提升明显;结合剂含量提升至35wt%以上时,结合剂对金刚石的粘结、包覆较好,结合剂桥进一步饱和,但39wt%结合剂含量较37wt%结合剂含量时结合剂桥上的微气孔变化幅度不大,故而,A4、A5磨耗比虽进一步提升,但提升幅度却不大。
由表3还可以看出,磨削效率ν随结合剂含量的提升先增大后减小,结合剂含量为35wt%时具有最高磨削效率。结合前面的分析可知,当结合剂含量低于35wt%时,结合剂对金刚石的把持弱会使金刚石利用率不高,金刚石不能形成有效磨削,从而导致A1、A2配比试样磨削效率较低;结合剂含量高于35wt%时,结合剂对金刚石的粘结、包覆均较好,结合剂桥对金刚石的把持能力相近,即金刚石的利用率相近,此时磨削效率主要受结合剂桥上的微气孔影响,由图3可知当结合剂含量高于35wt%时,结合剂桥上微气孔占比随结合剂的提升而降低,故而A3、A4、A5配比试样的磨削效率也呈下降趋势。
综合考虑寿命与效率,结合剂含量为37wt%时结块对YG8具有最佳磨削性能,磨耗比为28.32,磨削效率为15.94mm3/min。
4 结论
本文以47SiO2-18Al2O3-9B2O3-9Li2O-13Na2O-4ZnO陶瓷结合剂为实验结合剂,制备了不同陶瓷结合剂含量的金刚石试样,经对金刚石试样力学性能测试及其对YG8硬质合金磨削性能测试后发现:
(1)受结合剂含量对气孔形成的影响,不同陶瓷结合剂含量金刚石结块的洛氏硬度与抗弯强度随着结合剂含量的提升而提升,在结合剂含量超过35wt%时,硬度与强度的提升趋于平缓。
(2)不同陶瓷结合剂含量金刚石结块对YG8的磨耗比η随结合剂含量的提升而提升,磨削效率ν随结合剂含量的提升先增大再减小,在35wt%结合剂含量时磨削效率最高。
(3)综合考虑对YG8的磨削寿命与效率,该陶瓷结合剂含量为37wt%时,陶瓷结合剂金刚石结块具有最佳磨削性能。
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文章来源:《金刚石与磨料磨具工程》 网址: http://www.jgsymlmjgc.cn/qikandaodu/2021/0708/468.html
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