金剛石與磨料磨具工程最新期刊目錄

金剛石/鋁復合材料界面處Al₄C₃的離散分布調控————作者：姚遠卓;焦增凱;吳建杰;黃文杰;馬莉;周科朝;魏秋平;

摘要：【目的】在金剛石/鋁復合材料中，Al₄C₃相在界面處的分布特征對于金剛石與鋁之間的界面結合以及復合材料的導熱性能起著決定性作用。【方法】本文采用氣壓熔滲法制備金剛石/鋁復合材料，探究不同熔滲溫度下，金剛石顆粒不同晶面上Al₄C₃相粒徑和覆蓋率的變化趨勢，及其對復合材料界面結合和導熱性能的影響。【結果】結果表明，...

孕鑲金剛石鉆頭多級胎塊螺旋式分布結構設計及其仿真優化————作者：馬梓熠;李之軍;張世殊;李奉霖;宋禮勇;袁長金;常祖平;方鑫;王勝;

摘要：【目的】為提高在堅硬致密弱研磨性地層的鉆進效率，從鉆頭的唇面結構入手，設計多級胎塊螺旋式分布結構的新型孕鑲金剛石鉆頭。【方法】首先介紹新型鉆頭的唇面結構及其碎巖機理，再在胎塊厚度為1.5 mm，鉆進速度為6 mm/s，轉速為6 r/s的條件下，以齒槽比（胎塊厚度與齒間槽寬的比值）為變量，利用有限元分析螺旋排列結構對鉆頭受到的反作用力和扭矩的影響，并以此為基礎，進一步分析內外保徑結構對新型鉆頭受到的...

金剛石磨粒切削鋼混材料的溫度仿真分析與磨損實驗研究————作者：韋敏;史永晉;郭子航;

摘要：海上平臺導管架樁基一般采用內部含有灌漿工藝的鋼混材料結構形式，在利用金剛石串珠繩對其海面以上部分切割時，為了確保一根串珠繩完成一個切口的切割作業，必須合理選擇合理的冷卻方案。本文基于傅里葉導熱定律，建立了金剛石磨粒表面的切削溫度場數值模型，該溫度場的溫度與切削工藝參數和冷卻介質參數均相關，且隨工藝參數增加而升高，隨介質參數增加而降低；利用AdvantEdge有限元切削仿真技術，針對不同冷卻方式，建...

工件旋轉法磨削硬脆基片的表面粗糙度預測模型————作者：張曉秋;王紫光;李哲輝;張昕;張瑜;李靜;秦鳳鳴;宋運運;師超鈺;

摘要：【目的】工件旋轉法磨削具有加工效率高、面形精度可控的優點，是硬脆基片背面減薄和平整化加工的主要方法。表面粗糙度值是直接評估磨削加工效果的重要指標，控制磨削表面粗糙度對于提高加工質量有著至關重要的作用。【方法】為了能夠預測工件旋轉法磨削硬脆基片的表面粗糙度值，優化磨削工藝，根據工件旋轉法磨削硬脆基片的運動學模型，以及脆性域和塑性域材料去除造成的表面輪廓特征，基于硬脆材料壓痕斷裂力學理論，以磨粒切深模...

金剛石納米切削單晶GaN的刀具角度影響研究————作者：王永強;夏昊;胡志航;張帥陽;尹韶輝;

摘要：為探究刀具角度對單晶氮化鎵(GaN)切削誘導變形行為的影響，對金剛石納米切削單晶GaN進行了分子動力學模擬研究，開展了實驗驗證。結果表明：較大的正前角和較小的負前角可強化剪切作用，有利于切屑成形，減少原子側向流動，較大的負前角則會加深亞表層損傷。通過位錯提取算法(DXA)和晶體結構識別算法(IDS)結合應力應變分析發現較大的負前角、負后角可引起應力和溫度升高，促進位錯形核和相變，加劇非晶化。正前角...

干式輕質異形介質的離散元仿真模型參數標定————作者：梁志強;李秀紅;王興富;李文輝;楊勝強;梁振華;

摘要：干式輕質異形介質是滾磨光整加工中常用的一類加工介質，其形狀各異，導致離散元仿真中所使用的接觸參數難以測試與標定，影響仿真模擬的準確性。以核桃殼介質為研究對象，首先通過物理試驗測得核桃殼介質的幾何形態、密度以及彈性/剪切模量等本征參數，其次采用自制的接觸參數測量裝置獲得核桃殼介質與亞克力板間的靜摩擦系數、滾動摩擦系數、碰撞恢復系數及核桃殼介質間的碰撞恢復系數，最后基于不同形狀的特征參數，采用多維法構...

電芬頓CMP拋光液中磨粒的分散性研究及中性環境下綠色拋光液的設計————作者：成鋒;王子睿;朱睿;王永光;彭洋;張天宇;趙棟;樊成;

摘要：芬頓反應是一種能產生強氧化性羥基自由基（·OH）的綠色氧化反應，選用三聚磷酸鈉（STPP）為外加電解質、金剛石為磨粒，比較STPP、NaCl和Na₂SO₄對芬頓反應中金剛石磨粒分散穩定性的影響，并研究該綠色拋光液在不同p H值下對電芬頓拋光液中金剛石磨粒的抗沉降能力、Zeta電位以及拋光液粒徑的影響，并對GaN晶圓的拋光效果進行驗證。結果表明：STPP能...

Ti N-Al體系結合劑配比對PcBN結構和性能的影響————作者：湯黎輝;肖長江;張群飛;鄭皓宇;栗正新;

摘要：為研究TiN-Al體系結合劑配比對PcBN結構和性能的影響，在5.5 GPa、1 500℃的條件下制備PcBN。研究發現：結合劑TiN、Al與cBN反應生成BN、TiB₂、TiN和AlN 4種物相。隨著Al含量的提高，樣品中AlN和TiB₂成分占比上升，TiN成分占比下降；當Ti N和Al的質量配

摻雜元素X(B、Al、Sn、Co)對IDB-X/Diamond界面結合性能的影響————作者：簡小剛;姚文山;張毅;梁曉偉;胡吉博;陳哲;陳茂林;

摘要：基于量子力學第一性原理，建立了IDB-B/Diamond、IDB-Al/Diamond、IDB-Sn/Diamond和IDB-Co/Diamond 4種膜基界面模型，計算了膜基界面結合能、差分電荷密度和布居數，以探究孕鑲金剛石鉆頭（impregnated diamond bits,IDB）基體中的常用元素X（X=B、Al、Sn、Co）對IDB-X/Diamond膜基結合強度的影響機制。計算結果表明...

Ti粉粒徑和原料配比對鍍Ti金剛石粉性能的影響————作者：韓銘;趙安冬;李良;

摘要：為探索不同Ti粉粒徑和原料配比對鍍Ti金剛石粉性能的影響，通過對比不同Ti粉粒徑,粗粉（60目，250μm）和細粉（325目，45μm），以及原料配比等因素，對金剛石粉表面的鍍Ti效果進行研究。結果表明：鍍Ti金剛石粉表面的化學成分為金剛石、Ti和TiC；細Ti粉Ar氣氛保護下合成Ti包覆金剛石的質量增長大于粗Ti粉包覆金剛石和真空環境Ti包覆金剛石的。結合拉曼光譜、紫外吸收光譜和熱分析結果，金剛...

釬焊工藝對釬焊金剛石界面組織和性能的影響————作者：崔冰;姜雪;杜全斌;徐凡;嚴佩佩;王蕾;張黎燕;

摘要：采用WC/Cu-Sn-Ti釬料對金剛石進行真空釬焊，借助掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、能譜儀以及磨削試驗等手段，研究釬焊溫度和保溫時間對釬焊金剛石形貌、界面組織和力學性能的影響。結果表明：金剛石顆粒與WC/Cu-Sn-Ti復合釬焊界面形成的化合物層均勻連續且致密，且在金剛石顆粒表面形成了薄而連續的層片狀Ti C和少量W₂C相，提高了金剛石與鋼基體的結合強度；隨著釬焊溫度升高及...

基于當量磨削層厚度的整體刀具容屑槽磨削功率模型————作者：任磊;潘江濤;向道輝;馬俊金;崔曉斌;

摘要：磨削功率與整體刀具容屑槽的磨削質量密切相關。提出一種基于當量磨削層厚度的整體刀具容屑槽磨削功率模型，將砂輪離散化為一組等厚度的砂輪薄片，由砂輪與刀具間的瞬時接觸線計算各砂輪薄片的接觸弧長；再通過引入磨削接觸區形狀系數計算沿砂輪寬度方向逐漸變化的當量磨削深度和當量進給速度，得到各砂輪薄片對應的當量磨削層厚度；在此基礎上建立容屑槽磨削功率模型，并通過磨削實驗對模型進行驗證。結果表明：模型的功率預測值與...

金剛石刀頭磨削鐵礦石電耗的影響因素————作者：丁彩志;莊世勇;宋磊博;鄧勇;王寰宇;顧路;

摘要：金剛石刀頭磨削鐵礦石的電耗是磨采機作業的核心指標，通過搭建實驗臺并采用2種金剛石圓鋸片和2種磨輪對2種鐵礦石樣本進行磨削實驗，得到不同刀頭及磨削線速度、磨削厚度、磨削寬度、磨削移動速率等參數下的電耗實驗數據，據此計算及分析磨削效率和電耗間的關系。結果表明：礦石1的磁性鐵區、礦石2的石英區和磁性鐵區額定電機電耗平均值分別為50.41、36.05和15.17 (kW·h)/t，且添加鐵片的鋒利型刀頭可...

有序排布金剛石滾輪修整砂輪過程中的修整力————作者：張瑞;周帥康;趙華東;朱振偉;何鴻輝;劉暢;

摘要：為提升滾輪的修整性能和使用壽命，明確滾輪表面磨粒的不同排布對其修整性能的影響，采用錯位、陣列和葉序3種磨粒排布的金剛石滾輪修整砂輪，對修整過程進行有限元仿真，并設計修整實驗驗證仿真結果。結果表明：在金剛石滾輪修整砂輪的過程中，磨粒的有序排布會對修整力產生影響，其中陣列排布的滾輪修整力最大，錯位排布次之，葉序排布最小；葉序排布相較于錯位與陣列排布，有利于減少滾輪表面磨粒磨損，提升滾輪的修整性能與使用...

超聲作用下碳化硅CMP流場特性分析————作者：王澤曉;葉林征;祝錫晶;劉瑤;啜世達;呂博洋;王棟;

摘要：針對目前碳化硅拋光效率低、表面質量差等加工難題，采用超聲輔助CMP(UCMP）加工工藝對其表面進行光滑無損化拋光。為探究超聲輔助對CMP流場的影響，以超聲振動下的拋光流場特性為研究對象，基于可實現k-ε模型對超聲作用下的拋光流場特性進行分析，并采用有限元分析方法探究不同超聲頻率、超聲振幅、液膜厚度對拋光流場內速度、壓力的影響，且開展CMP和UCMP對照試驗。結果表明：超聲頻率對拋光液流場有明顯地促...

Ti H₂的加入對Cu₃Sn金屬間化合物金剛石砂輪磨削性能的影響————作者：何珂橋;陳帥鵬;康希越;賀躍輝;

摘要：為進一步提升Cu₃Sn金屬間化合物金剛石砂輪的鋒利度和保形性,制備不同TiH₂加入量的Cu₃Sn金屬間化合物球磨粉末、金剛石磨塊及砂輪。通過對微觀形貌、氧含量、物相組成、熱效應、力學性能等進行測試和分析,探究TiH₂對Cu₃Sn金屬間化合物金剛石砂輪磨削性能的影響。研究結果表明:TiH

多晶金剛石片的機械磨拋工藝————作者：李蛟;張曉秋;王紫光;張昕;張瑜;

摘要：使用游離磨料進行機械研磨是金剛石平坦化的主流加工手段之一。針對多晶金剛石的材料特性,開展變參數的游離磨料機械研磨實驗。通過改變磨料粒度、研磨壓力、研磨液濃度,研究其對多晶金剛石片機械研磨的材料去除率和表面粗糙度的影響規律。結果表明:材料去除率隨磨料粒度和研磨壓力的增大而增大,隨研磨液濃度的增大先增大后趨于穩定,其中磨料粒度是對去除率影響最顯著的因素;而表面粗糙度隨磨料粒度的減小而降低,隨研磨壓力和...

基于灰色關聯分析的PMMA工件磁性復合流體拋光工藝參數優化————作者：王有良;高熙淳;張文娟;

摘要：針對磁性復合流體拋光PMMA工件取得最佳表面質量和最大加工效率時工藝參數不同的問題,基于灰色關聯分析的工藝參數優化方法,設計3因素4水平正交試驗,分析磁感應強度、羰基鐵粉粒徑、磨粒粒徑對磁性復合流體拋光性能的影響。結果表明:優化后得到的磁性復合流體拋光PMMA工件的最佳方案為:磁感應強度,0.50T;羰基鐵粉粒徑,7μm;磨粒粒徑,3μm;使用優化后的工藝參數拋光,工件的表面粗糙度為14 nm,材...

Si₃N₄陶瓷基底的交替多層金剛石薄膜摩擦學性能————作者：王賀;趙海根;閆廣宇;

摘要：為避免Si₃N₄材料因摩擦磨損造成的失效，利用熱絲化學氣相沉積技術在Si₃N₄基底表面沉積單層和交替多層的金剛石薄膜，采用X射線衍射儀、掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡和拉曼光譜儀對制備的金剛石薄膜的形核、薄膜質量、表面和截面形貌、表面粗糙度等進行表征；利用“球-盤”往復式摩擦磨損實驗機測試金剛石薄膜的摩擦系數并計...

PDC磨損齒切削破巖數值模擬研究————作者：蔡茂盛;王紅波;張春江;李賽;程書婷;

摘要：現有文獻針對切削齒的數值模擬研究較少考慮磨損高度對切削齒溫度、切削載荷的影響，然而聚晶金剛石復合片（PDC）切削齒磨損后受力惡化、熱磨損加劇會導致其快速失效。為探討這一問題，基于彈塑性力學和巖石力學，以Drucker-Prager準則為巖石的本構模型建立磨損齒的三維動態旋切仿真模型，運用數值模擬的方法分析在不同磨損高度、切削深度、前傾角的條件下切削齒的受力狀態以及溫升幅度。結果表明：與未磨損齒相比...

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