超硬材料網

借宏觀經濟向好東風 超硬材料行業超常規發展

------2010年超硬材料行業經濟運行情況簡析

李志宏， 趙博

中國機床工具工業協會超硬材料分會/鄭州磨料磨具磨削研究所，鄭州450001

       摘  要：本文以2010年統計數據為基礎，以國家GDP及進出口等宏觀經濟數據與超硬材料行業主要經濟指標對比，證明了本行業的超常規發展：工業總產值增長率高達30.35%、工業增加值增長率高達53.36%、利潤總額增長率達115.42%。如此高速發展仍滿足不了市場需求，各類產品生產企業基本均為訂單爆滿、交貨告急，一派欣欣向榮景象，而且結構調整也取得顯著效果。本文計給出18個統計數據表并對其數據進行了扼要分析，一方面說明我國超硬材料行業在世界市場的強勢地位，金剛石已占世界總量的90%、立方氮化硼已占世界總量的60%，該兩種材料已達到或接近世界先進水平；另一方面指出我國該類產品量大價低、高進低出是突出特點，說明本行業結構調整仍任重道遠，技術開發是企業發展的永恒主題。

 

金剛石和CBN磨具陶瓷結合劑的極端頂點設計

李印江1,2  劉東亮1  王艷娟1  劉 超1

(1 亞龍超硬材料有限公司)

(2中國磨料磨具進出口公司)

       摘  要：本文使用混料實驗設計中的四元極端頂點設計研究金剛石和CBN磨具陶瓷結合劑的配比組成,給出了熔化溫度為715℃的金剛石磨具陶瓷結合劑的配比和熔化溫度為810℃的CBN磨具陶瓷結合劑的配比,并使用計算機編程處理實驗數據,取得初步成果.

 

65Mn基體激光焊接鋸片制造工藝的研究

方利靈    林恒武    邱瑜銘    董先龍

（ 江蘇鋒泰鉆石工具制造有限公司212310 ）

       摘  要：本文主要采用65Mn材質基體通過激光焊接后回火工藝處理達到激光焊接工藝的使用要求，通過對比發現經過特定工藝處理的65Mn基體激光焊接鋸片抗彎強度達到了30CrMo材質基體焊接的鋸片的極限抗彎強度，完全能夠滿足激光焊接的強度要求，該工藝方法對激光焊接工具廠家降低成本，提高產品市場競爭力具有重大意義。

 

石墨模具合理設計在金剛石工具中的應用研究

方利靈    林恒武    邱瑜銘    董先龍

（ 江蘇鋒泰鉆石工具制造有限公司212310 ）

       摘  要：本文主要闡述在當今節能減排的大背景下，通過對制造金剛石工具中使用的石墨模具對其進行形狀和排布進行合理設計，與傳統的石墨模具對比分析，新型合理設計的模具每框燒結的金剛石刀頭更多，燒結所使用的電能和燒結體積得到了更加充分的利用。相信在低碳節能的經濟形勢下，通過對傳統石墨模具結構的優化設計，對金剛石工具行業生產廠家降本增效不失為一大舉措。

 

合成金剛石用粉末柱的質量管控

繆樹良

湖北鄂信鉆石材料有限公司      436056     鄂州

       摘  要：本文針對在批量制作合成金剛石用粉末柱的過程中，如何做好其質量管理與控制，使其品質優良，性能穩定作了深入地研究分析。充分運用ISO9001.2008質量管理體系，監控現場各個部門的質量職能運作狀態,在關鍵工序合理的設置質量管理點，應用質量管理工具對其檢測數據進行分析處理，使合成金剛石用粉末柱的生產過程質量始終處于穩定和受控狀態，以提高產品的符合性質量，并對產品的適用性質量進行型式試驗檢測,出現的異常質量波動進行延伸跟蹤與研究，從而確保合成金剛石用粉末柱的品質優良，性能穩定.

 

瓷磚加工用陶瓷結合劑金剛石磨具的初步研究

（河北省金剛石工具工程技術研究中心050035 石家莊）

       摘  要：本文以ZnO、SiO2、B2O3為主要原料，采用高溫熔融法制備了ZnO-B2O3-SiO2體系陶瓷結合劑。通過調整陶瓷結合劑中各氧化物成分含量，使用電子掃描電鏡（SEM）等測試分析儀器，對陶瓷結合劑的性能進行了測試。最后確定了陶瓷結合劑的化學成分配比。

       關鍵詞：陶瓷墻地磚；陶瓷結合劑；金剛石磨具

 

觸媒粘性對生長優質克拉級Ib型金剛石單晶的影響[ 通訊作者：賈曉鵬，jiaxp@jlu.edu.cn

基金項目：國家自然科學基金（50572032）；洛陽理工學院博士科研啟動基金（2010BZ02）]

肖宏宇1 秦玉琨1 李尚升2 馬紅安3 賈曉鵬3

(1. 洛陽理工學院數理部，洛陽，471023)

(2. 河南理工大學材料科學與工程學院，焦作，454000)

(3. 吉林大學超硬材料國家重點實驗室，長春，130012)

       摘  要：在高溫高壓條件下，進行優質克拉級Ib型金剛石單晶的合成研究。文中重點考察了觸媒粘性對單晶生長的影響。結果表明：低粘性觸媒中的對流較強、碳素析出速度過快，長時間（超過25h）生長的晶體為“群晶”，因此不適宜生長優質克拉級金剛石單晶；高粘性觸媒中的對流相對較弱、碳素析出速度適中，可以用來生長優質克拉級金剛石單晶。通過掃描電鏡分析可知，低粘性觸媒合成晶體的表面粗糙；高粘性觸媒合成晶體表面光滑、平整。經切割打磨，研究中得到了金剛石片和多顆飾品鉆石。從加工后的晶體可以看出，所生長的優質克拉級金剛石單晶內部質量完好。

 

CBN-TiN-Al燒結體粘結劑組分配比研究

謝輝1，馮飛1，方海江1，張迎九2

1. 河南四方達超硬材料股份有限公司，鄭州，450016

2. 鄭州大學，物理工程學院，鄭州，450052

       摘  要：本文研究了粘結劑中TiN與Al的含量的比例值(TiN: Al比例)變化，對聚晶立方氮化硼(PCBN)的燒結行為及相關性能的影響，從而得到較佳TiN: Al的配制比例方案。通過對PCBN聚晶片物相、硬度、密度及微觀形貌的分析，發現硬度與實測密度均隨TiN: Al比例的減小而降低，而相對密度受新物相的生成及材料致密度等影響，當TiN: Al比例在1:1~1:2范圍內時，燒結體微觀形貌均勻一致，相對密度較大，切削后的后刀面磨損量較小，對于cBN-TiN-Al燒結體，宜選取TiN:Al比例為1:1~1:2范圍附近。

 

超硬磨具鈦合金基體

翟麗君，郭永喜

寶雞市三立有色金屬有限責任公司

陜西 寶雞 721013 中國

       摘  要：本文主要以寶雞市三立公司新金屬材料研發中心的研制成果中，專門針對超硬材料行業研發的超硬磨具鈦合金基體為例。闡述超硬磨具鈦合金基體材料與傳統基體材料比較研究中呈現優異的九大特性及其在航空、航海、造船醫療等領域廣泛應用的可能性和可靠性。

 

聚雙馬來酰亞胺樹脂改性的研究進展

劉濤  葉曉川  黃麗娟

（武漢泰格斯科技發展有限公司，武漢430070）

       摘  要：聚酰亞胺具有很好的耐熱性和耐輻射性，在高溫下具有不燃燒、耐磨、制品尺寸穩定性好等優點，可以制作耐摩擦產品以及部件、密封件等，但是其本身還存在脆性大等缺點，因此本文對其韌性的改性研究進行了具體的闡述。

 

鐵粉粒度和WS2對高鐵基金剛石工具胎體性能的影響

李春月，王凱，袁一飛，吳建

（河北省金剛石工具工程技術研究中心，河北，050035）

       摘  要：通過粉末冶金工藝制備了鐵含量在60%左右、鐵粉粒度在14μm ~75μm之間的金剛石工具胎體試樣，并添加0.5%~5%的WS2。在密度天平、洛氏硬度計和拉伸試驗機上分別測試試樣的密度、硬度、抗壓強度以及三點彎曲強度。結果表明：胎體的壓制成型性、硬度和抗彎強度隨鐵粉粒度變化而有規律的變化；試樣的相對密度、硬度和抗彎強度隨WS2增加先提高再降低，在3%時達到最大值，分別為98.4%、78.9和852 MPa。

 

金屬基金剛石鋸片刀頭“冷鍛”工藝的研究應用

時會彬① 袁一飛① 王成軍① 董書山②

（①河北省金剛石工具工程技術研究中心 ②河南黃河旋風股份有限公司）

       摘  要：本文通過實驗研究，證實金剛石工具在傳統自由燒結后，在常溫下增加“冷鍛”工藝，可使刀頭相對密度達98%，顯著提高刀頭硬度，提高抗彎強度15%。通過掃描電鏡觀察發現，胎體孔隙率明顯下降，對提高金剛石把持力有一定作用。“冷鍛”對金剛石本身的強度沒有產生明顯影響。切割實驗結果表明切割速度提高15%以上。

 

溫度對金剛石工具鋒利性影響的研究

尹育航  陶洪亮  馬邵偉   朱建業  龔偉景

（廣東奔朗新材料股份有限公司，佛山 528313）

       摘  要：本文研究了不同燒結溫度的金剛石工具的鋒利性。結合胎體機械性能與斷口形貌揭示了不同溫度下工具鋒利性變化的原因。研究表明：在不同保溫時間下，隨著溫度的升高，鋸片鋒利性出現峰值。保溫4min時，785℃制備的金剛石工具的鋒利性最好，845℃制備的工具鋒利性最差，溫度繼續提高，工具鋒利性再次提高。保溫7min時，隨著燒結溫度的升高工具的鋒利性較保溫4min的將有不同程度的提高。

 

硅片線切割設備現狀與發展綜述

鄭 超

國家特種礦物材料工程技術研究中心            桂林     541004

       摘 要：國家對新能源及其裝備制造業給予有力的政策支持，提出要強化科技創新，提升產業核心競爭力，加強產業關鍵核心技術和前沿技術研究。開發研究具有自主知識產權的多線切片機和開方機迫在眉睫，已經成為突破國外技術壟斷和國內產業瓶頸的關鍵所在。本文介紹國外硅片切割設備研究的最新進展以及國內發展狀況。剖析雖然經多年艱苦努力，國產切割設備乃未能逐步取代進口設備的原因，指出應重點研究發展金剛石多線切割設備。金剛石單線和環線切割機應用前景廣闊。

 

空心球形復合磨料（HSCA）研磨特性分析

蔡共宣1  王豪2  劉星3  徐崢3  丁英暉4 李劍5 劉曙光4

河南工業大學機電工程學院，鄭州，450007

鄭州磨料磨具磨削研究所，鄭州，450007

鄭州星光達科技開發有限公司,鄭州，450007

鄭州機械研究所，鄭州，450007

河南富耐克超硬材料有限公司，鄭州，450007

       摘  要：本文對空心球形復合磨料（HSCA）的研磨特性進行了綜合分析。固結磨具是由磨；粒、結合劑和氣孔三部分構成，三者稱為固結磨具的三要素。空心球形復合磨料（HSCA）改變了普通磨粒的幾何形狀和組成結構，形成了一種具有磨粒功能的預制型氣孔，在陶瓷固結磨具中，加入25%的HSCA可提高回轉強度和磨削效率，減少磨削熱量產生，改善工件表面加工質量。

       關鍵詞：空心球形復合磨料（HSCA）；研磨特性

 

PCBN加工淬硬鋼刀具材料的研究

李啟泉 張旺璽（中原工學院材料與化工學院  河南鄭州 450007）

       摘  要：本文介紹了立方氮化硼刀具材料(PCBN)的制備過程，并制備了六種不同配方的樣品加工淬硬鋼。通過切削實驗和性能檢測，發現CBN刀片在加工淬硬鋼時CBN濃度起著關鍵作用，切削同樣的路程，低濃度PCBN的后刀面磨損量小。經掃描電鏡觀察，CoAl合金粉能夠提高PCBN燒結刀具材料的致密度。測量耐磨性時，證明用于金剛石復合片PCD性能檢測的磨耗比技術指標不適用于PCBN材料的檢測。

 

六面頂壓機鉸鏈梁的焊接修復

高申杰   楊晉中

鄭州華晶金剛石股份有限公司  450001

       摘 要：通過對六面頂壓機鉸鏈梁的結構及使用特點分析及對35CrMo合金鋼焊接時易出現裂紋的原因分析，確定了六面頂壓機鉸鏈梁耳孔合理的焊接修復工藝，制定了相應的焊接方法和熱處理工藝，并進行了焊接加工。經質量檢驗合格，未發現裂紋、夾渣和氣孔焊接缺陷，在此基礎上我公司對的破損的鉸鏈梁進行了焊接修復，經實際使用驗證，修復后質量達到設備的使用要求，延長了設備壽命，提高了設備的利用率。

 

錨桿鉆專用復合片端面加工工藝的研究

王艷革 范士杰 倪偉峰 邵靜茹 牛環宇 張瑞芳 王鵬輝

（鄭州人造金剛石及制品工程技術研究中心有限公司）

       摘  要：金剛石復合片由硬質合金層和聚晶層構成。熱壓法生產金剛石復合片時，會在聚晶層外形成一個金屬殼，復合片的機械加工首先要進行端面加工就是去掉這層金屬殼。實際生產過程中的種種情況會導致復合片不同部位在厚度尺寸上有細微的差別，而聚晶層的硬度又特別高，這就大大增加了端面加工的難度。本文針對錨桿鉆專用復合片，根據實際情況，通過兩種常見的復合片端面加工工藝進行對比，從而得出一種實際可行的高效的端面加工工藝,并根據實際情況設計了一款相應的加工工具。

 

以β-Sialon結合的PcBN聚晶的制備

姚俊青1、2  張文娜2  趙玉成2

博深工具股份有限公司，石家莊 050000     2.燕山大學材料科學與工程學院，秦皇島 066004)

       摘  要：以納米氮化硅、氮化鋁、氧化鋁、氧化硅等為原料，采用放電等離子燒結(SPS)工藝制備了賽隆（Sialon）陶瓷；以Sialon陶瓷粉為結合劑，引入適量的立方氮化硼（cBN）微粉，在高溫高壓（HTHP）條件下制備了Sialon基PcBN。在此基礎上討論了燒結溫度和保溫時間對HTHP工藝下對Sialon基PcBN合成的影響。運用X射線衍射技術對樣品的相組成進行了分析；采用SEM對樣品的表面形貌和成分組成進行了分析；利用阿基米德法測試試樣的密度；利用HVS-1000型維氏硬度計測試樣品的顯微硬度；利用DHM-3型磨耗比測試儀測定樣品的磨耗比。實驗結果表明，采用HTHP工藝制備PcBN的最佳實驗參數為5.5GPa/1500℃/15 min，此時樣品的體積密度為3.388 g•cm-3，顯微硬度為2125 HV，磨耗比為7178。

 

暫停工藝對金剛石合成效果的影響

劉廣利、薛勝輝、李偉鋒

       摘  要：本文針對人造金剛石的合成工藝要素問題，對工藝要素中暫停階段的時間以及功率進行了研究，研究分析表明，在一定的合成工藝時間內，提高暫停階段的合成功率，縮短暫停時間，可以提高金剛石產品的粒度與產量、質量。為了進一步量化其準確性，在我公司的鉸鏈式650缸徑壓機上進行了實驗驗證，實驗結果表明，該思路與實際生產能夠較好吻合，目前已經用于生產。本文為合成工藝的設計提供了有力的參考依據。

 

固結金剛石線鋸技術

呂 智   鄭 超

桂林     541004

       摘  要：在國內外太陽能電池和半導體芯片加工中，固結金剛石線鋸正以其優越的性能逐步取代游離式鋼絲線鋸。本文簡介國內外固結金剛石線鋸的研究現狀及發展，分析推廣金剛石線切割技術的難點與挑戰；提出目前金剛石線鋸制造方法的若干思考。文中提出金剛石單長線和環線用于單晶硅、多晶硅之外還可用于蘭寶石、功能陶瓷、人工晶體和寶玉石等貴重硬脆材料的切割加工，前景十分廣闊。

 

電鍍金剛石線鋸上砂方式的進展

王亮亮1   王秦生1  董國旭2  梁鵬偉2

（1  中原工學院，鄭州 450007；2  鄭州人造金剛石及制品工程中心有限公司，鄭州 450007）

       摘  要：電鍍金剛石線鋸上砂方式分為埋砂法、落砂法和刷鍍法等多種方法。埋砂法是將線鋸基體埋在堆積于鍍液內的金剛石微粉之中，完成上砂。落砂法是將線鋸基體淹沒于鍍液之中，懸浮在鍍液中的微粉落在基體上完成上砂。落砂法表現出很多形式。刷鍍法上砂是在電鍍槽內加置毛刷，通過毛刷的轉動完成上砂。目前，電鍍金剛石線鋸的生產大多采用埋砂法，生產金剛石線鋸速度較慢。落砂法和刷鍍法制備電鍍金剛石線鋸技術還不成熟，有待突破。綜述了電鍍金剛石線鋸上砂的不同方式和形式以及上砂工藝參數的選擇。本文對電鍍金剛石線鋸生產速度的提高具有一定的參考價值。

 

金剛石聚晶加工技術的新發展

孔建平  崔仲鳴  車江寧

（河南工業大學機電工程學院，鄭州 450007）

       摘  要：金剛石聚晶的加工在效率、精度、表面質量方面仍存在諸多技術難題需要解決，近年來在研究人員的努力下取得了許多進展。本文介紹了金剛石聚晶加工方法的新發展，即電火花磨削加工、高速鋼盤研磨加工、電火花線切割加工、激光加工，并對這些加工方法的機理、特點、適用范圍進行了綜述，探討了金剛石聚晶加工發展的趨勢。

 

CBN砂輪高速磨削鎳基高溫合金磨削力

與比磨削能研究*[*  基金項目：國家973計劃課題（2009CB724403）資助]

錢  源  徐九華  傅玉燦  田  霖

(南京航空航天大學機電學院,南京 210016)

       摘  要：磨削力和比磨削能是磨削過程的兩個重要參數，也是制定合理磨削工藝需要參考的兩個重要因素。本文使用陶瓷結合劑CBN砂輪、電鍍CBN砂輪以及單層釬焊CBN砂輪進行高速磨削GH4169高溫合金試驗，研究了磨削力、比磨削能與單顆磨粒最大未變形切屑厚度的關系，并在此基礎上建立了相應的理論公式，對于高速磨削機理研究與高速磨削工藝優化具有參考價值。

 

Cu基釬料釬焊金剛石套料鉆的試驗研究*

郭兆翠   陳  燕   吳  杰

（南京航空航天大學機電學院，210016，南京）

       摘  要：采用真空釬焊工藝，分別以不同成分的Cu基釬料（Cu80Sn20）90Ti10和（Cu90Sn10）82Ti18、（Cu90Sn10）80Ti20制備了鍍鈦金剛石套料鉆，并進行了花崗巖鉆削試驗。運用三維視頻顯微鏡、掃描電鏡（SEM）觀察了各種釬料釬焊金剛石套料鉆的磨損情況。結果表明：三種配比的釬料對金剛石均已實現牢固結合；（Cu80Sn20）90Ti10合金較（Cu90Sn10）82Ti18合金和（Cu90Sn10）80Ti20合金釬焊金剛石套料鉆有更長的壽命。

 

電鍍CBN砂輪高速磨削高溫合金的砂輪磨損研究

李 峰  蘇宏華  丁文鋒  張志偉

（南京航空航天大學 南京 210016）

       摘  要：針對高速磨削的特點，采用電鍍CBN砂輪開展了120m/s的高速條件下磨削鎳基高溫合金GH4169時的砂輪磨損試驗研究。隨著工件材料去除體積的增加，采用復型技術跟蹤了砂輪工作表面在不同磨損時期的形貌變化,并對磨削力的變化進行了分析。研究發現，隨著工件材料去除體積的增加，磨削力呈現初期快速增加、隨后平穩增加的變化趨勢，并且順磨與逆磨的法向力差值在平穩磨削階段隨著砂輪磨損程度的增加會逐漸加大，通過三維體視顯微鏡觀察發現砂輪的磨損形式以磨粒的磨耗磨損為主。

 

釬焊金剛石工具磨削CFRP的試驗研究[基金項目：國家自然科學基金項目(No. 51075210)]

王巍  陳燕  王偉鋒

（南京航空航天大學機電學院，南京 210016）

       摘  要：為改善碳纖維增強樹脂基復合材料（CFRP）的磨邊質量及提高刀具的使用壽命，本文基于“以磨代切”的思想，制備了釬焊金剛石磨頭并對CFRP進行了磨邊試驗。為了評價CFRP磨邊的加工質量，定義了CFRP磨邊質量的評價參數——毛邊因子，分析了主軸轉速以及金剛石粒度對CFRP磨邊質量的影響。試驗結果表明：在相同的磨削深度、工件進給速度下，主軸轉速的增加有助于提高CFRP磨邊質量。金剛石粒徑越小加工質量越好，細顆粒磨頭的加工表面粗糙度更低。

 

石墨通過爆炸相變為金剛石的凱結構位置轉變模型[1]

張凱       張路青

(中國大連凱峰超硬材料有限公司  大連 116025)

       摘  要：石墨粉層受到擊波高速沖擊后，在高溫高壓下，會以固相結構方式轉變為金剛石，本文作者創立了一個轉變模型，名凱模型，包括：在ABCA型石墨的轉化理論中，找到了具體那18個碳原子向金剛石晶胞轉變的原子對應點結構，使活化能的計算可接近最小值。在ABA型石墨轉化理論中，除石墨網格平面間的壓縮之外，必須考慮層間剪切錯動的作用，剪切變形與層間壓縮的概率都是同樣的多。標志其特性錯動的距離是0.521h，h-層間壓縮距離，理論被實驗所征實。

 

加大金剛石鉆探力度 提高鉆探節能減排能力

方嘯虎 溫簡杰

（①上海琦實超硬材料有限公司，上海 201108

何南兵 王騰吉 謝德龍

②湖北鄂信鉆石材料有限公司，湖北鄂州 436000

       提  要：金剛石鉆探技術對高品質金剛石的發展和需求方面起著非常重要的作用。目前國民經濟高速發展，對能源和礦產資源也越來越迫切的有增大的需求，特別是近幾年金剛石鉆探和鉆頭制作技術發展很快，同時對高品質金剛石需求量也急需增長。本文從鉆頭制作及資源和能源兩方面闡述金剛石在資源方面應用現狀和前景。

 

納米片狀金剛石膜的制備和生長過程

姚寧1，2，崔娜娜2，魯占靈3，蘇博2，葛亞爽2，安子鳳2，張兵臨2

(1中國科學院安徽光學精密機械研究所，合肥 230031)

(2鄭州大學物理工程學院材料物理教育部重點實驗室，鄭州 450052)

(3鄭州大學材料科學與工程學院，鄭州450052)

       摘  要：本文用微波等離子化學氣相沉積系統（MPCVD）在鍍鈦的單晶硅襯底上制備納米金剛石薄膜。反應氣體為CH4和H2，其流量比為CH4:H2=30:30sccm，微波功率為1800 W，反應氣壓為10 KPa。利用掃描電鏡（SEM）和Raman 光譜分析薄膜的形貌和碳結構。結果表明納米金剛石薄膜呈現片狀的組織特征，其生長過程為：生長初期在單晶硅襯底上形成由納米碳顆粒組成的球狀碳團簇；隨著時間的增加，碳團簇逐漸增大，納米碳顆粒定向排列或自組裝，最終形成片狀納米金剛石膜。

 

粉末觸媒粒度與金剛石粒度之間的對應關系**

高峰1、2 賀曉光1 石浩辰1丁占輝3 蔣青2*

（1．長春師范學院物理學院 吉林 長春 130032）

（2. 吉林大學材料科學與工程學院 吉林 長春 130023）

（3. 吉林大學物理學院 吉林 長春 130023）

       摘  要：本文選用目前業內普遍采用的混合粒度Fe70Ni30觸媒粉，經篩分后得到140-170目、170-200目、200-230目、230-270目、270-325目及325-400目的6種不同粒度的觸媒樣品，在國產JHY-Ⅲ型六面頂壓機上合成出了不同粒度的優質金剛石單晶，合成壓力為5.3Gpa左右，溫度1350℃左右。文章首先通過NanoscopeIIIa型掃描電子探針和OXFORD MS－500型投射式穆斯堡爾譜儀對選用的觸媒的粒度、微觀形貌以及被氧化程度等進行了分析。結果表明觸媒粉在實驗過程中并無氧化現象。其次，本文通過不同粒度的觸媒合成出的金剛石單晶的峰值的比較，總結出了觸媒在文中的粒度范圍內粒度與合成的金剛石晶體粒度大小之間的一般規律。結果表明，鐵基觸媒的粒度與合成的金剛石單晶的粒度密切相關：230-270目觸媒最適于生長粗顆粒的金剛石單晶，越遠離這個粒度（越粗或越細）的觸媒合成的金剛石單晶粒度越細。最后，本文利用鎳錳鈷觸媒同樣驗證了這一規律。在此，僅希望我們的研究結果能夠為中國的金剛石工業提供一定的參考價值。

 

脈沖電鍍鎳鈷鍍層的顯微硬度研究

黃志偉1，2，劉玉賓1，李云東2

黃河水利職業技術學院，河南 開封 475004；2．河南農業大學機電工程學院，河南 鄭州450002）

       摘  要：脈沖電鍍是近幾年發展起來的一種新型的電鍍技術，該技術制造出的材料具有較好的機械性能，因此可以被廣泛用作電鍍金剛石工具的胎體材料以及用于航空、軍事領域。本文通過考察脈沖鎳鈷鍍層硬度來了解添加劑、硫酸鈷以及電流參數對鍍層的影響。最終找到了各電鍍工藝參數對鍍層硬度的影響規律，為制備納米鎳鈷材料提供參考。

 

電刷鍍納米金剛石/鎳復合鍍層納米晶結構與摩擦性能關系研究

李穎  李變曉 鄒文俊 董企銘

河南工業大學材料科學與工程學院，河南 鄭州 450007

       摘  要：采用電刷鍍方法制備了納米金剛石/鎳和鎳鍍層，利用SEM和XRD等技術對鍍層的表面形貌、納米晶鍍層結構、納米顆粒復合鍍層、顯微組織和晶粒尺寸等進行了分析測量。結果表明，復合鍍層為納米晶結構，硬度明顯比普通鎳鍍層要高。形成納米晶鍍層的原因包括電刷鍍高的過電位、鍍筆往復運動、納米金剛石異質成核作用以及尖端放電效應等主要因素。納米金剛石的引入使鍍層的晶粒超細化，同時納米金剛石所具有的核殼結構，在摩擦過程中起到耐磨減磨作用，因此復合鍍層的耐磨性能明顯高于快速鎳鍍層。

 

陶瓷空心球對金屬結合劑金剛石砂輪性能的影響

劉明耀 熊華軍 夏舉學

(鄭州磨料磨具磨削研究所，鄭州 450001)

       摘  要：通過添加陶瓷空心球并采用普通熱壓燒結法制備金屬結合劑試樣和金剛石砂輪，探討了陶瓷空心球的形狀、粒度及添加量對金屬結合劑和砂輪性能的影響。結果表明：添加陶瓷空心球后，金屬結合劑胎體試樣的抗彎強度和硬度均有所下降，但其受陶瓷空心球粒度的影響很小；含金剛石的胎體試樣與金屬結合劑胎體試樣相比，抗彎強度降低了0.84-7.01Mpa，約為1%-8%。胎體試樣的斷口形貌顯示陶瓷空心球體形狀規則，均為圓形，能較均勻的分布在金屬結合劑胎體之中，可以為金屬結合劑胎體提供一定的孔隙空間；添加適量的陶瓷空心球能提高砂輪的磨削效率，磨削YG8硬質合金工件時能提高8%-43%，其中含3.75%陶瓷空心球的砂輪磨削效率最高，相比于致密砂輪提高了43%。

       關鍵詞：陶瓷空心球；金屬結合劑；砂輪

 

新型多孔金屬結合劑胎體的研制[*國家自然科學基金資助項目，編號51175192]*

李養帥，戴秋蓮1,湯銀樹

（華僑大學脆性材料加工技術教育部工程研究中心，福建 廈門 361021）

Email：1lisadai@hqu.edu.cn

       摘  要：本文采用正交設計和方差分析的方法，對新型Al青銅結合劑配方和燒結溫度進行優化，同時分別比較新、舊造孔劑在新型Al青銅結合劑和傳統的錫青銅結合劑中的造孔效果以及對胎體力學性能的影響。試驗結果表明：隨著燒結溫度、Al含量以及Fe含量的提高，鋁青銅胎體的抗彎強度、硬度和耐磨性均提高。當鋁青銅胎體中的Al含量為8%、Fe含量為3%，TiH2為2%時，其合適的燒結溫度為800℃。此條件下采用新的造孔劑制備的孔隙率達35%的多孔鋁青銅胎體的抗彎強度比原來采用舊造孔劑制備的多孔錫青銅胎體提高了228%。

 

堅硬致密巖層打滑形式分析及金剛石鉆頭的選擇

劉碧湘1                曹社強2

1.核工業二六O廠天一公司    2.江西核工業機械研究所

南昌 330026

       摘  要：鉆進堅硬致密弱研磨性巖層，常常會出現所謂的鉆頭“打滑”現象，本文通過對鉆頭出現“打滑”的原因和打滑的形式進行了分析，指出巖石堅硬致密是出現打滑的客觀原因，不可改變，而鉆頭出現打滑則是主觀造成，是人為因素，可以改變。本文總結和分析了金剛石鉆頭的性能與結構、金剛石參數以及鉆進工藝參數對鉆進硬而致密巖石的重要影響，提出了只要鉆頭性能—巖石性質—鉆進工藝參數三者能夠優化配合，就能在堅硬致密的巖層中取得好的鉆進效果。

 

兩種不同唇面結構的取心金剛石鉆頭

水力性能的模擬分析

劉志義　段隆臣　張清

中國地質大學工程學院，武漢 430074

       摘  要： 采用計算流體力學軟件CFDesign對兩種不同結構的鉆頭，分別進行了水力學性能模擬研究，結果表明鉆頭水路結構設計不合理，容易引起下列現象：（1）鉆頭局部位置受流體沖刷作用強烈；（2）形成井底鉆井液的逆向流動和渦流；（3）造成井底流場負壓，可能引起氣蝕現象；（4）流場流速矢量方向發散，加劇漫流現象。圓弧型鉆頭較平底型鉆頭結構設計更加合理。

 

土黃色葉蠟石的觀測

賈 攀 盧燦華 中南鉆石股份有限公司 （南陽 473264）

郝兆印  吉林大學超硬材料國家重點實驗室 （長春 130061）

       摘  要：用X射線與電鏡測量了國產土黃色葉蠟石的結構與形貌，討論了該種葉蠟石的結構特征與密封性關系。

 

釬焊技術在金剛石工具中的應用

龍偉民  朱  坤  張冠星  張  翼  王星星

鄭州機械研究所新型釬焊材料與技術國家重點實驗室 450001

       摘  要：釬焊技術的發展有悠久的歷史和迅猛的發展趨勢，在金剛石工具的制造中，釬焊技術甚為重要，釬焊材料的開發和感應釬焊設備及工藝的研究相當活躍。用于金剛石工具釬焊的釬焊材料種類繁多，以銀銅鋅鎘最為普遍，以銀銅鋅鎳的技術性能最為優越。本文概括了金剛石工具失效的主要誘因，研究了提高釬縫可靠性的技術方法。重點闡述了各種成分釬料的性能特點和應用對象，從理論和實踐兩種角度簡述了刀頭脫落的四類因素。研究結果表明：在較長時期內釬焊技術仍舊是金剛石工具制造的主導連接技術，無鎘釬料的應用勢在必行，減低釬料銀含量是大勢所趨。

 

硅基CVD金剛石膜的制備及應用

何敬暉，陳磊，秦松巖，玄真武

（北京天地東方超硬材料股份有限公司 100018）

       摘  要：本文對硅基體上沉積金剛石膜的制備方法以及應用領域進行了研究和介紹，通過研究發現，硅基體上沉積的金剛石膜幾乎沒有網狀裂紋出現，改進工藝條件后可得到更高強度。此外，本文還介紹了硅基金剛石膜目前技術發展狀況，面臨的問題以及應用前景。

       關鍵詞：硅，金剛石膜，CVD

 

環形電鍍金剛石線鋸研究應用淺析

劉瑩1  王進保2  陳超2  周世威2  呂智1,2  鄭超2

(1.桂林理工大學材料科學與工程學院，桂林 541004)

(2.桂林礦產地質研究院，桂林 541004)   

       摘  要：環形電鍍金剛石線鋸是將金剛石磨粒固著于環形鋼絲基體上的一種切割工具。本文闡述了鋼絲基體材料的選擇，焊接方法，環形電鍍金剛石線鋸的制作工藝。文章使用自制的環形電鍍金剛石線鋸進行多晶硅的切割試驗，切割工藝參數：鋸絲線速度20~40m/s，工件進給速度2~10mm/min，鋸絲張緊力60~100N。試驗表明：硅片表面平整光滑，粗糙度Ra在0.328~0.562μm之間，體現出環形金剛石線鋸切割的良好特性。

       關鍵詞：環形；金剛石線鋸；硬脆材料；焊接

 

稀土對陶瓷結合劑砂輪磨削性能的影響

趙干生1   梁蕓亭2    栗正新2

(1.白鴿集團，河南，鄭州  450007 ）

（2.河南工業大學材料科學與工程學院, 河南 ，鄭州　450007)

       摘  要：本實驗采用正交實驗研究稀土氧化物對陶瓷結合劑砂輪磨削比和噴沙硬度的影響規律。實驗證明與未添加稀土砂輪相比，稀土氧化物能提高砂輪的磨削比和噴砂硬度，磨削比提高近一倍以上。并得出三種稀土氧化物對兩者的影響順序: La2O3>Y2O3>CeO2，三者的最佳添加量為3%La2O3  3%Y2O3 和1%CeO2。

       關鍵詞：La2O3 ； CeO2 ； Y2O3 ；陶瓷磨具 ；磨削比 ；噴砂硬度

 

中國磨削型金剛石的研究、現狀與前景

方嘯虎 何南兵 王騰吉 趙亞良 繆樹良 謝德龍

（湖北鄂信鉆石材料有限公司 436000）

       摘  要：金剛石作為磨削使用，在全球金剛石工具中約為50%以上，目前國內產量還有相當的差距。我公司通過幾年的努力，強力開發了此類產品的合成棒，取得明顯效果，并通過自己的試驗成果贏得了用戶，為我國填補了一項專用金剛石磨削類RVD料合成棒的新技術、新工藝。

       關鍵詞：磨削型金剛石，RVD金剛石，趨勢，轉化率，工藝原理，技術新進展，前景

 

高性能陶瓷結合劑金剛石砂輪的研制

劉一波[]   劉偉    黃霞

北京安泰鋼研超硬材料制品有限責任公司       北京   102200

       摘  要：本文通過對兩種不同陶瓷結合劑L和G（L為低溫結合劑，G為高強結合劑）進行球磨混合，制成金剛石砂輪做了詳細的對比，通過DSC，抗折強度，來確定砂輪的燒制工藝，最后將砂輪應用于PDC的磨削中做對比實驗。實驗結果表明：對于自制的陶瓷結合劑，其添加量在20-24%時，其砂輪抗折強度達到最大。同時，兩種結合劑混合后對于砂輪的性能有較大的改善，當前者含量為20%時，砂輪的整體效果最佳，此時金剛石砂輪的抗折強度為89MPa；砂輪的壽命比市售同類陶瓷金剛石砂輪壽命提高30-50%，效率提高20%以上。

       關鍵詞：陶瓷結合劑 金剛石砂輪 PDC加工 球磨混合

 

硅表面金剛石膜紅外增透性能研究

胡東平 豐杰 李建國 梅軍

中國工程物理研究院總體工程研究所

四川省綿陽市919信箱405分箱

       摘  要：本文通過在大面積區熔硅表面沉積金剛石膜，制作硅的紅外增透膜。經掃描電鏡觀察，金剛石膜的顆粒尺寸平均約2μm，晶體顆粒形狀規則。測試單面鍍膜的紅外透過率最高達65%，雙面鍍膜紅外透過率最高達84%。初步考核證明硅表面金剛石具有一定的抗熱沖擊性能。分析了硅表面金剛石薄膜的紅外增透特性，提出了進一步提高金剛石膜紅外增透性能的方法。

       關鍵詞：金剛石薄膜 增透膜 紅外透過

 

熱絲化學氣相沉積法制備優質微米/亞微米級單晶金剛石的研究

張韜1  沈彬1  孫方宏1張志明2

（1上海交通大學機械與動力工程學院，上海，200240）

（2上海交友鉆石涂層有限公司，上海，200240）

       摘  要：本文利用熱絲化學氣相沉積法（HFCVD），在硅片襯底上進行微米級（＞1µm）及亞微米級（＜1µm）單晶金剛石的沉積研究。微米級顆粒金剛石，是以高溫高壓法（HPHT）制備的1µm金剛石顆粒為籽晶，通過甩膠布晶的方法，在襯底上均勻分布晶種，并通過合理控制沉積工藝參數，在襯底上形成晶形完好的單晶金剛石，在沉積2h后，可消除原HPHT籽晶缺陷，沉積6h后，生長出晶形良好的立方八面體金剛石顆粒（約4µm）；對于亞微米級單晶金剛石，可直接在襯底上進行合成，通過調控沉積參數（如襯底預處理方法，偏壓大小，沉積時間）對單晶金剛石的分布密度和顆粒度進行控制，經過2h的沉積，最終獲得0.7µm的二十面體單晶金剛石。

       關鍵字：熱絲化學氣相沉積法，微米級單晶金剛石，沉積參數