CN 41-1243/TG ISSN 1006-852X

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铁基非晶粉末对金刚石工具胎体的影响

李鸣凤 方小红 段隆臣 谭松成

李鸣凤, 方小红, 段隆臣, 谭松成. 铁基非晶粉末对金刚石工具胎体的影响[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2022, 42(2): 180-185. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.0115
引用本文: 李鸣凤, 方小红, 段隆臣, 谭松成. 铁基非晶粉末对金刚石工具胎体的影响[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2022, 42(2): 180-185. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.0115
LI Mingfeng, FANG Xiaohong, DUAN Longchen, TAN Songcheng. Effect of iron-base amorphous powder on diamond tool matrix[J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2022, 42(2): 180-185. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.0115
Citation: LI Mingfeng, FANG Xiaohong, DUAN Longchen, TAN Songcheng. Effect of iron-base amorphous powder on diamond tool matrix[J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2022, 42(2): 180-185. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.0115

铁基非晶粉末对金刚石工具胎体的影响

doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.0115
详细信息
    通讯作者:

    方小红,女,1981年生,博士、讲师。主要研究方向:金刚石工具的设计与研发。E-mail: 346741943@qq.com

  • 中图分类号: TG74; TQ164

Effect of iron-base amorphous powder on diamond tool matrix

  • 摘要: 将不同质量分数(分别为0,5%,10%和15%)的铁基非晶粉末加入铁基预合金粉末胎体中,通过热压烧结制成胎体试样后,测试其洛氏硬度、抗弯强度及磨损率。当不添加非晶粉末时,普通胎体的洛氏硬度、抗弯强度和磨损率分别为104.6 HRB, 610 MPa和3.3;加入10%的非晶粉末后,其洛氏硬度和抗弯强度分别提高至107.7 HRB和965 MPa,比原胎体分别提高了3.0%和58.2%,磨损率降低至0.9,降低了72.7%;加入15%的非晶粉末后,其洛氏硬度和抗弯强度分别提高至110.0 HRB和790 MPa,分别提高了5.2%和29.5%,磨损率降低至0.6,降低了81.8%。因而铁基非晶粉末的加入可以显著提高胎体试样的机械性能和耐磨性。此外,铁基非晶粉末的DSC及XRD测试发现,在500~700 ℃时,铁基非晶粉末会产生晶体化相变,NiSi相中融入了B元素转化成NiSiB相,CrFe相中融入了Si元素形成SiCrFe相,都起到改善胎体结构、提高胎体性能的目的。

     

  • 图  1  铁基预合金粉末微观形貌

    Figure  1.  Micromorphology of Fe-base pre-alloyed powder

    图  2  铁基非晶粉末微观形貌

    Figure  2.  Micromorphology of Fe-base amorphous powder

    图  3  烧结工艺曲线

    Figure  3.  Sintering curve

    图  4  硬度曲线

    Figure  4.  Hardness curve

    图  5  抗弯强度曲线

    Figure  5.  Bending strength curve

    图  6  磨损率曲线

    Figure  6.  Wear rate curve

    图  7  铁基非晶粉末的DSC曲线

    Figure  7.  DSC curve of Fe-based amorphous powder

    图  8  500 ℃与700 ℃时的铁基非晶粉末XRD曲线对比

    Figure  8.  Comparison of XRD curves of Fe-based amorphous powders at 500 ℃ and 700 ℃

    图  9  500 ℃时试样的XRD曲线

    Figure  9.  XRD curve of the sample at 500 ℃

    图  10  700 ℃时试样的XRD曲线

    Figure  10.  XRD curve of the sample at 700 ℃

    表  1  试验粉末

    Table  1.   Powder in experiment

    粉末基本粒径
    d / μm
    元素构成理论密度
    ρ / (g·cm−3)
    铁基预合金粉末74Fe,Ni,Cu,Sn8.03
    铁基非晶粉末74Fe,W,Cr,Ni,Si,B,Mo7.85
    下载: 导出CSV

    表  2  热压烧结参数

    Table  2.   Parameters of hot pressing sintering

    烧结工艺参数或取值
    烧结方式电阻炉加热
    最高温度 tmax / ℃800
    最高压力 pmax / MPa17.25
    保温时间 t1 / min4
    冷却方式空冷
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-08-19
  • 修回日期:  2021-12-27
  • 刊出日期:  2022-05-27

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