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借宏观经济向好东风 超硬材料行业超常规发展

------2010年超硬材料行业经济运行情况简析

李志宏， 赵博

中国机床工具工业协会超硬材料分会/郑州磨料磨具磨削研究所，郑州450001

       摘  要：本文以2010年统计数据为基础，以国家GDP及进出口等宏观经济数据与超硬材料行业主要经济指标对比，证明了本行业的超常规发展：工业总产值增长率高达30.35%、工业增加值增长率高达53.36%、利润总额增长率达115.42%。如此高速发展仍满足不了市场需求，各类产品生产企业基本均为订单爆满、交货告急，一派欣欣向荣景象，而且结构调整也取得显著效果。本文计给出18个统计数据表并对其数据进行了扼要分析，一方面说明我国超硬材料行业在世界市场的强势地位，金刚石已占世界总量的90%、立方氮化硼已占世界总量的60%，该两种材料已达到或接近世界先进水平；另一方面指出我国该类产品量大价低、高进低出是突出特点，说明本行业结构调整仍任重道远，技术开发是企业发展的永恒主题。

 

金刚石和CBN磨具陶瓷结合剂的极端顶点设计

李印江1,2  刘东亮1  王艳娟1  刘 超1

(1 亚龙超硬材料有限公司)

(2中国磨料磨具进出口公司)

       摘  要：本文使用混料实验设计中的四元极端顶点设计研究金刚石和CBN磨具陶瓷结合剂的配比组成,给出了熔化温度为715℃的金刚石磨具陶瓷结合剂的配比和熔化温度为810℃的CBN磨具陶瓷结合剂的配比,并使用计算机编程处理实验数据,取得初步成果.

 

65Mn基体激光焊接锯片制造工艺的研究

方利灵    林恒武    邱瑜铭    董先龙

（ 江苏锋泰钻石工具制造有限公司212310 ）

       摘  要：本文主要采用65Mn材质基体通过激光焊接后回火工艺处理达到激光焊接工艺的使用要求，通过对比发现经过特定工艺处理的65Mn基体激光焊接锯片抗弯强度达到了30CrMo材质基体焊接的锯片的极限抗弯强度，完全能够满足激光焊接的强度要求，该工艺方法对激光焊接工具厂家降低成本，提高产品市场竞争力具有重大意义。

 

石墨模具合理设计在金刚石工具中的应用研究

方利灵    林恒武    邱瑜铭    董先龙

（ 江苏锋泰钻石工具制造有限公司212310 ）

       摘  要：本文主要阐述在当今节能减排的大背景下，通过对制造金刚石工具中使用的石墨模具对其进行形状和排布进行合理设计，与传统的石墨模具对比分析，新型合理设计的模具每框烧结的金刚石刀头更多，烧结所使用的电能和烧结体积得到了更加充分的利用。相信在低碳节能的经济形势下，通过对传统石墨模具结构的优化设计，对金刚石工具行业生产厂家降本增效不失为一大举措。

 

合成金刚石用粉末柱的质量管控

缪树良

湖北鄂信钻石材料有限公司      436056     鄂州

       摘  要：本文针对在批量制作合成金刚石用粉末柱的过程中，如何做好其质量管理与控制，使其品质优良，性能稳定作了深入地研究分析。充分运用ISO9001.2008质量管理体系，监控现场各个部门的质量职能运作状态,在关键工序合理的设置质量管理点，应用质量管理工具对其检测数据进行分析处理，使合成金刚石用粉末柱的生产过程质量始终处于稳定和受控状态，以提高产品的符合性质量，并对产品的适用性质量进行型式试验检测,出现的异常质量波动进行延伸跟踪与研究，从而确保合成金刚石用粉末柱的品质优良，性能稳定.

 

瓷砖加工用陶瓷结合剂金刚石磨具的初步研究

（河北省金刚石工具工程技术研究中心050035 石家庄）

       摘  要：本文以ZnO、SiO2、B2O3为主要原料，采用高温熔融法制备了ZnO-B2O3-SiO2体系陶瓷结合剂。通过调整陶瓷结合剂中各氧化物成分含量，使用电子扫描电镜（SEM）等测试分析仪器，对陶瓷结合剂的性能进行了测试。最后确定了陶瓷结合剂的化学成分配比。

       关键词：陶瓷墙地砖；陶瓷结合剂；金刚石磨具

 

触媒粘性对生长优质克拉级Ib型金刚石单晶的影响[ 通讯作者：贾晓鹏，jiaxp@jlu.edu.cn

基金项目：国家自然科学基金（50572032）；洛阳理工学院博士科研启动基金（2010BZ02）]

肖宏宇1 秦玉琨1 李尚升2 马红安3 贾晓鹏3

(1. 洛阳理工学院数理部，洛阳，471023)

(2. 河南理工大学材料科学与工程学院，焦作，454000)

(3. 吉林大学超硬材料国家重点实验室，长春，130012)

       摘  要：在高温高压条件下，进行优质克拉级Ib型金刚石单晶的合成研究。文中重点考察了触媒粘性对单晶生长的影响。结果表明：低粘性触媒中的对流较强、碳素析出速度过快，长时间（超过25h）生长的晶体为“群晶”，因此不适宜生长优质克拉级金刚石单晶；高粘性触媒中的对流相对较弱、碳素析出速度适中，可以用来生长优质克拉级金刚石单晶。通过扫描电镜分析可知，低粘性触媒合成晶体的表面粗糙；高粘性触媒合成晶体表面光滑、平整。经切割打磨，研究中得到了金刚石片和多颗饰品钻石。从加工后的晶体可以看出，所生长的优质克拉级金刚石单晶内部质量完好。

 

CBN-TiN-Al烧结体粘结剂组分配比研究

谢辉1，冯飞1，方海江1，张迎九2

1. 河南四方达超硬材料股份有限公司，郑州，450016

2. 郑州大学，物理工程学院，郑州，450052

       摘  要：本文研究了粘结剂中TiN与Al的含量的比例值(TiN: Al比例)变化，对聚晶立方氮化硼(PCBN)的烧结行为及相关性能的影响，从而得到较佳TiN: Al的配制比例方案。通过对PCBN聚晶片物相、硬度、密度及微观形貌的分析，发现硬度与实测密度均随TiN: Al比例的减小而降低，而相对密度受新物相的生成及材料致密度等影响，当TiN: Al比例在1:1~1:2范围内时，烧结体微观形貌均匀一致，相对密度较大，切削后的后刀面磨损量较小，对于cBN-TiN-Al烧结体，宜选取TiN:Al比例为1:1~1:2范围附近。

 

超硬磨具钛合金基体

翟丽君，郭永喜

宝鸡市三立有色金属有限责任公司

陕西 宝鸡 721013 中国

       摘  要：本文主要以宝鸡市三立公司新金属材料研发中心的研制成果中，专门针对超硬材料行业研发的超硬磨具钛合金基体为例。阐述超硬磨具钛合金基体材料与传统基体材料比较研究中呈现优异的九大特性及其在航空、航海、造船医疗等领域广泛应用的可能性和可靠性。

 

聚双马来酰亚胺树脂改性的研究进展

刘涛  叶晓川  黄丽娟

（武汉泰格斯科技发展有限公司，武汉430070）

       摘  要：聚酰亚胺具有很好的耐热性和耐辐射性，在高温下具有不燃烧、耐磨、制品尺寸稳定性好等优点，可以制作耐摩擦产品以及部件、密封件等，但是其本身还存在脆性大等缺点，因此本文对其韧性的改性研究进行了具体的阐述。

 

铁粉粒度和WS2对高铁基金刚石工具胎体性能的影响

李春月，王凯，袁一飞，吴建

（河北省金刚石工具工程技术研究中心，河北，050035）

       摘  要：通过粉末冶金工艺制备了铁含量在60%左右、铁粉粒度在14μm ~75μm之间的金刚石工具胎体试样，并添加0.5%~5%的WS2。在密度天平、洛氏硬度计和拉伸试验机上分别测试试样的密度、硬度、抗压强度以及三点弯曲强度。结果表明：胎体的压制成型性、硬度和抗弯强度随铁粉粒度变化而有规律的变化；试样的相对密度、硬度和抗弯强度随WS2增加先提高再降低，在3%时达到最大值，分别为98.4%、78.9和852 MPa。

 

金属基金刚石锯片刀头“冷锻”工艺的研究应用

时会彬① 袁一飞① 王成军① 董书山②

（①河北省金刚石工具工程技术研究中心 ②河南黄河旋风股份有限公司）

       摘  要：本文通过实验研究，证实金刚石工具在传统自由烧结后，在常温下增加“冷锻”工艺，可使刀头相对密度达98%，显著提高刀头硬度，提高抗弯强度15%。通过扫描电镜观察发现，胎体孔隙率明显下降，对提高金刚石把持力有一定作用。“冷锻”对金刚石本身的强度没有产生明显影响。切割实验结果表明切割速度提高15%以上。

 

温度对金刚石工具锋利性影响的研究

尹育航  陶洪亮  马邵伟   朱建业  龚伟景

（广东奔朗新材料股份有限公司，佛山 528313）

       摘  要：本文研究了不同烧结温度的金刚石工具的锋利性。结合胎体机械性能与断口形貌揭示了不同温度下工具锋利性变化的原因。研究表明：在不同保温时间下，随着温度的升高，锯片锋利性出现峰值。保温4min时，785℃制备的金刚石工具的锋利性最好，845℃制备的工具锋利性最差，温度继续提高，工具锋利性再次提高。保温7min时，随着烧结温度的升高工具的锋利性较保温4min的将有不同程度的提高。

 

硅片线切割设备现状与发展综述

郑 超

国家特种矿物材料工程技术研究中心            桂林     541004

       摘 要：国家对新能源及其装备制造业给予有力的政策支持，提出要强化科技创新，提升产业核心竞争力，加强产业关键核心技术和前沿技术研究。开发研究具有自主知识产权的多线切片机和开方机迫在眉睫，已经成为突破国外技术垄断和国内产业瓶颈的关键所在。本文介绍国外硅片切割设备研究的最新进展以及国内发展状况。剖析虽然经多年艰苦努力，国产切割设备乃未能逐步取代进口设备的原因，指出应重点研究发展金刚石多线切割设备。金刚石单线和环线切割机应用前景广阔。

 

空心球形复合磨料（HSCA）研磨特性分析

蔡共宣1  王豪2  刘星3  徐峥3  丁英晖4 李剑5 刘曙光4

河南工业大学机电工程学院，郑州，450007

郑州磨料磨具磨削研究所，郑州，450007

郑州星光达科技开发有限公司,郑州，450007

郑州机械研究所，郑州，450007

河南富耐克超硬材料有限公司，郑州，450007

       摘  要：本文对空心球形复合磨料（HSCA）的研磨特性进行了综合分析。固结磨具是由磨；粒、结合剂和气孔三部分构成，三者称为固结磨具的三要素。空心球形复合磨料（HSCA）改变了普通磨粒的几何形状和组成结构，形成了一种具有磨粒功能的预制型气孔，在陶瓷固结磨具中，加入25%的HSCA可提高回转强度和磨削效率，减少磨削热量产生，改善工件表面加工质量。

       关键词：空心球形复合磨料（HSCA）；研磨特性

 

PCBN加工淬硬钢刀具材料的研究

李启泉 张旺玺（中原工学院材料与化工学院  河南郑州 450007）

       摘  要：本文介绍了立方氮化硼刀具材料(PCBN)的制备过程，并制备了六种不同配方的样品加工淬硬钢。通过切削实验和性能检测，发现CBN刀片在加工淬硬钢时CBN浓度起着关键作用，切削同样的路程，低浓度PCBN的后刀面磨损量小。经扫描电镜观察，CoAl合金粉能够提高PCBN烧结刀具材料的致密度。测量耐磨性时，证明用于金刚石复合片PCD性能检测的磨耗比技术指标不适用于PCBN材料的检测。

 

六面顶压机铰链梁的焊接修复

高申杰   杨晋中

郑州华晶金刚石股份有限公司  450001

       摘 要：通过对六面顶压机铰链梁的结构及使用特点分析及对35CrMo合金钢焊接时易出现裂纹的原因分析，确定了六面顶压机铰链梁耳孔合理的焊接修复工艺，制定了相应的焊接方法和热处理工艺，并进行了焊接加工。经质量检验合格，未发现裂纹、夹渣和气孔焊接缺陷，在此基础上我公司对的破损的铰链梁进行了焊接修复，经实际使用验证，修复后质量达到设备的使用要求，延长了设备寿命，提高了设备的利用率。

 

锚杆钻专用复合片端面加工工艺的研究

王艳革 范士杰 倪伟峰 邵静茹 牛环宇 张瑞芳 王鹏辉

（郑州人造金刚石及制品工程技术研究中心有限公司）

       摘  要：金刚石复合片由硬质合金层和聚晶层构成。热压法生产金刚石复合片时，会在聚晶层外形成一个金属壳，复合片的机械加工首先要进行端面加工就是去掉这层金属壳。实际生产过程中的种种情况会导致复合片不同部位在厚度尺寸上有细微的差别，而聚晶层的硬度又特别高，这就大大增加了端面加工的难度。本文针对锚杆钻专用复合片，根据实际情况，通过两种常见的复合片端面加工工艺进行对比，从而得出一种实际可行的高效的端面加工工艺,并根据实际情况设计了一款相应的加工工具。

 

以β-Sialon结合的PcBN聚晶的制备

姚俊青1、2  张文娜2  赵玉成2

博深工具股份有限公司，石家庄 050000     2.燕山大学材料科学与工程学院，秦皇岛 066004)

       摘  要：以纳米氮化硅、氮化铝、氧化铝、氧化硅等为原料，采用放电等离子烧结(SPS)工艺制备了赛隆（Sialon）陶瓷；以Sialon陶瓷粉为结合剂，引入适量的立方氮化硼（cBN）微粉，在高温高压（HTHP）条件下制备了Sialon基PcBN。在此基础上讨论了烧结温度和保温时间对HTHP工艺下对Sialon基PcBN合成的影响。运用X射线衍射技术对样品的相组成进行了分析；采用SEM对样品的表面形貌和成分组成进行了分析；利用阿基米德法测试试样的密度；利用HVS-1000型维氏硬度计测试样品的显微硬度；利用DHM-3型磨耗比测试仪测定样品的磨耗比。实验结果表明，采用HTHP工艺制备PcBN的最佳实验参数为5.5GPa/1500℃/15 min，此时样品的体积密度为3.388 g•cm-3，显微硬度为2125 HV，磨耗比为7178。

 

暂停工艺对金刚石合成效果的影响

刘广利、薛胜辉、李伟锋

       摘  要：本文针对人造金刚石的合成工艺要素问题，对工艺要素中暂停阶段的时间以及功率进行了研究，研究分析表明，在一定的合成工艺时间内，提高暂停阶段的合成功率，缩短暂停时间，可以提高金刚石产品的粒度与产量、质量。为了进一步量化其准确性，在我公司的铰链式650缸径压机上进行了实验验证，实验结果表明，该思路与实际生产能够较好吻合，目前已经用于生产。本文为合成工艺的设计提供了有力的参考依据。

 

固结金刚石线锯技术

吕 智   郑 超

桂林     541004

       摘  要：在国内外太阳能电池和半导体芯片加工中，固结金刚石线锯正以其优越的性能逐步取代游离式钢丝线锯。本文简介国内外固结金刚石线锯的研究现状及发展，分析推广金刚石线切割技术的难点与挑战；提出目前金刚石线锯制造方法的若干思考。文中提出金刚石单长线和环线用于单晶硅、多晶硅之外还可用于兰宝石、功能陶瓷、人工晶体和宝玉石等贵重硬脆材料的切割加工，前景十分广阔。

 

电镀金刚石线锯上砂方式的进展

王亮亮1   王秦生1  董国旭2  梁鹏伟2

（1  中原工学院，郑州 450007；2  郑州人造金刚石及制品工程中心有限公司，郑州 450007）

       摘  要：电镀金刚石线锯上砂方式分为埋砂法、落砂法和刷镀法等多种方法。埋砂法是将线锯基体埋在堆积于镀液内的金刚石微粉之中，完成上砂。落砂法是将线锯基体淹没于镀液之中，悬浮在镀液中的微粉落在基体上完成上砂。落砂法表现出很多形式。刷镀法上砂是在电镀槽内加置毛刷，通过毛刷的转动完成上砂。目前，电镀金刚石线锯的生产大多采用埋砂法，生产金刚石线锯速度较慢。落砂法和刷镀法制备电镀金刚石线锯技术还不成熟，有待突破。综述了电镀金刚石线锯上砂的不同方式和形式以及上砂工艺参数的选择。本文对电镀金刚石线锯生产速度的提高具有一定的参考价值。

 

金刚石聚晶加工技术的新发展

孔建平  崔仲鸣  车江宁

（河南工业大学机电工程学院，郑州 450007）

       摘  要：金刚石聚晶的加工在效率、精度、表面质量方面仍存在诸多技术难题需要解决，近年来在研究人员的努力下取得了许多进展。本文介绍了金刚石聚晶加工方法的新发展，即电火花磨削加工、高速钢盘研磨加工、电火花线切割加工、激光加工，并对这些加工方法的机理、特点、适用范围进行了综述，探讨了金刚石聚晶加工发展的趋势。

 

CBN砂轮高速磨削镍基高温合金磨削力

与比磨削能研究*[*  基金项目：国家973计划课题（2009CB724403）资助]

钱  源  徐九华  傅玉灿  田  霖

(南京航空航天大学机电学院,南京 210016)

       摘  要：磨削力和比磨削能是磨削过程的两个重要参数，也是制定合理磨削工艺需要参考的两个重要因素。本文使用陶瓷结合剂CBN砂轮、电镀CBN砂轮以及单层钎焊CBN砂轮进行高速磨削GH4169高温合金试验，研究了磨削力、比磨削能与单颗磨粒最大未变形切屑厚度的关系，并在此基础上建立了相应的理论公式，对于高速磨削机理研究与高速磨削工艺优化具有参考价值。

 

Cu基钎料钎焊金刚石套料钻的试验研究*

郭兆翠   陈  燕   吴  杰

（南京航空航天大学机电学院，210016，南京）

       摘  要：采用真空钎焊工艺，分别以不同成分的Cu基钎料（Cu80Sn20）90Ti10和（Cu90Sn10）82Ti18、（Cu90Sn10）80Ti20制备了镀钛金刚石套料钻，并进行了花岗岩钻削试验。运用三维视频显微镜、扫描电镜（SEM）观察了各种钎料钎焊金刚石套料钻的磨损情况。结果表明：三种配比的钎料对金刚石均已实现牢固结合；（Cu80Sn20）90Ti10合金较（Cu90Sn10）82Ti18合金和（Cu90Sn10）80Ti20合金钎焊金刚石套料钻有更长的寿命。

 

电镀CBN砂轮高速磨削高温合金的砂轮磨损研究

李 峰  苏宏华  丁文锋  张志伟

（南京航空航天大学 南京 210016）

       摘  要：针对高速磨削的特点，采用电镀CBN砂轮开展了120m/s的高速条件下磨削镍基高温合金GH4169时的砂轮磨损试验研究。随着工件材料去除体积的增加，采用复型技术跟踪了砂轮工作表面在不同磨损时期的形貌变化,并对磨削力的变化进行了分析。研究发现，随着工件材料去除体积的增加，磨削力呈现初期快速增加、随后平稳增加的变化趋势，并且顺磨与逆磨的法向力差值在平稳磨削阶段随着砂轮磨损程度的增加会逐渐加大，通过三维体视显微镜观察发现砂轮的磨损形式以磨粒的磨耗磨损为主。

 

钎焊金刚石工具磨削CFRP的试验研究[基金项目：国家自然科学基金项目(No. 51075210)]

王巍  陈燕  王伟锋

（南京航空航天大学机电学院，南京 210016）

       摘  要：为改善碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）的磨边质量及提高刀具的使用寿命，本文基于“以磨代切”的思想，制备了钎焊金刚石磨头并对CFRP进行了磨边试验。为了评价CFRP磨边的加工质量，定义了CFRP磨边质量的评价参数——毛边因子，分析了主轴转速以及金刚石粒度对CFRP磨边质量的影响。试验结果表明：在相同的磨削深度、工件进给速度下，主轴转速的增加有助于提高CFRP磨边质量。金刚石粒径越小加工质量越好，细颗粒磨头的加工表面粗糙度更低。

 

石墨通过爆炸相变为金刚石的凯结构位置转变模型[1]

张凯       张路青

(中国大连凯峰超硬材料有限公司  大连 116025)

       摘  要：石墨粉层受到击波高速冲击后，在高温高压下，会以固相结构方式转变为金刚石，本文作者创立了一个转变模型，名凯模型，包括：在ABCA型石墨的转化理论中，找到了具体那18个碳原子向金刚石晶胞转变的原子对应点结构，使活化能的计算可接近最小值。在ABA型石墨转化理论中，除石墨网格平面间的压缩之外，必须考虑层间剪切错动的作用，剪切变形与层间压缩的概率都是同样的多。标志其特性错动的距离是0.521h，h-层间压缩距离，理论被实验所征实。

 

加大金刚石钻探力度 提高钻探节能减排能力

方啸虎 温简杰

（①上海琦实超硬材料有限公司，上海 201108

何南兵 王腾吉 谢德龙

②湖北鄂信钻石材料有限公司，湖北鄂州 436000

       提  要：金刚石钻探技术对高品质金刚石的发展和需求方面起着非常重要的作用。目前国民经济高速发展，对能源和矿产资源也越来越迫切的有增大的需求，特别是近几年金刚石钻探和钻头制作技术发展很快，同时对高品质金刚石需求量也急需增长。本文从钻头制作及资源和能源两方面阐述金刚石在资源方面应用现状和前景。

 

纳米片状金刚石膜的制备和生长过程

姚宁1，2，崔娜娜2，鲁占灵3，苏博2，葛亚爽2，安子凤2，张兵临2

(1中国科学院安徽光学精密机械研究所，合肥 230031)

(2郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室，郑州 450052)

(3郑州大学材料科学与工程学院，郑州450052)

       摘  要：本文用微波等离子化学气相沉积系统（MPCVD）在镀钛的单晶硅衬底上制备纳米金刚石薄膜。反应气体为CH4和H2，其流量比为CH4:H2=30:30sccm，微波功率为1800 W，反应气压为10 KPa。利用扫描电镜（SEM）和Raman 光谱分析薄膜的形貌和碳结构。结果表明纳米金刚石薄膜呈现片状的组织特征，其生长过程为：生长初期在单晶硅衬底上形成由纳米碳颗粒组成的球状碳团簇；随着时间的增加，碳团簇逐渐增大，纳米碳颗粒定向排列或自组装，最终形成片状纳米金刚石膜。

 

粉末触媒粒度与金刚石粒度之间的对应关系**

高峰1、2 贺晓光1 石浩辰1丁占辉3 蒋青2*

（1．长春师范学院物理学院 吉林 长春 130032）

（2. 吉林大学材料科学与工程学院 吉林 长春 130023）

（3. 吉林大学物理学院 吉林 长春 130023）

       摘  要：本文选用目前业内普遍采用的混合粒度Fe70Ni30触媒粉，经筛分后得到140-170目、170-200目、200-230目、230-270目、270-325目及325-400目的6种不同粒度的触媒样品，在国产JHY-Ⅲ型六面顶压机上合成出了不同粒度的优质金刚石单晶，合成压力为5.3Gpa左右，温度1350℃左右。文章首先通过NanoscopeIIIa型扫描电子探针和OXFORD MS－500型投射式穆斯堡尔谱仪对选用的触媒的粒度、微观形貌以及被氧化程度等进行了分析。结果表明触媒粉在实验过程中并无氧化现象。其次，本文通过不同粒度的触媒合成出的金刚石单晶的峰值的比较，总结出了触媒在文中的粒度范围内粒度与合成的金刚石晶体粒度大小之间的一般规律。结果表明，铁基触媒的粒度与合成的金刚石单晶的粒度密切相关：230-270目触媒最适于生长粗颗粒的金刚石单晶，越远离这个粒度（越粗或越细）的触媒合成的金刚石单晶粒度越细。最后，本文利用镍锰钴触媒同样验证了这一规律。在此，仅希望我们的研究结果能够为中国的金刚石工业提供一定的参考价值。

 

脉冲电镀镍钴镀层的显微硬度研究

黄志伟1，2，刘玉宾1，李云东2

黄河水利职业技术学院，河南 开封 475004；2．河南农业大学机电工程学院，河南 郑州450002）

       摘  要：脉冲电镀是近几年发展起来的一种新型的电镀技术，该技术制造出的材料具有较好的机械性能，因此可以被广泛用作电镀金刚石工具的胎体材料以及用于航空、军事领域。本文通过考察脉冲镍钴镀层硬度来了解添加剂、硫酸钴以及电流参数对镀层的影响。最终找到了各电镀工艺参数对镀层硬度的影响规律，为制备纳米镍钴材料提供参考。

 

电刷镀纳米金刚石/镍复合镀层纳米晶结构与摩擦性能关系研究

李颖  李变晓 邹文俊 董企铭

河南工业大学材料科学与工程学院，河南 郑州 450007

       摘  要：采用电刷镀方法制备了纳米金刚石/镍和镍镀层，利用SEM和XRD等技术对镀层的表面形貌、纳米晶镀层结构、纳米颗粒复合镀层、显微组织和晶粒尺寸等进行了分析测量。结果表明，复合镀层为纳米晶结构，硬度明显比普通镍镀层要高。形成纳米晶镀层的原因包括电刷镀高的过电位、镀笔往复运动、纳米金刚石异质成核作用以及尖端放电效应等主要因素。纳米金刚石的引入使镀层的晶粒超细化，同时纳米金刚石所具有的核壳结构，在摩擦过程中起到耐磨减磨作用，因此复合镀层的耐磨性能明显高于快速镍镀层。

 

陶瓷空心球对金属结合剂金刚石砂轮性能的影响

刘明耀 熊华军 夏举学

(郑州磨料磨具磨削研究所，郑州 450001)

       摘  要：通过添加陶瓷空心球并采用普通热压烧结法制备金属结合剂试样和金刚石砂轮，探讨了陶瓷空心球的形状、粒度及添加量对金属结合剂和砂轮性能的影响。结果表明：添加陶瓷空心球后，金属结合剂胎体试样的抗弯强度和硬度均有所下降，但其受陶瓷空心球粒度的影响很小；含金刚石的胎体试样与金属结合剂胎体试样相比，抗弯强度降低了0.84-7.01Mpa，约为1%-8%。胎体试样的断口形貌显示陶瓷空心球体形状规则，均为圆形，能较均匀的分布在金属结合剂胎体之中，可以为金属结合剂胎体提供一定的孔隙空间；添加适量的陶瓷空心球能提高砂轮的磨削效率，磨削YG8硬质合金工件时能提高8%-43%，其中含3.75%陶瓷空心球的砂轮磨削效率最高，相比于致密砂轮提高了43%。

       关键词：陶瓷空心球；金属结合剂；砂轮

 

新型多孔金属结合剂胎体的研制[*国家自然科学基金资助项目，编号51175192]*

李养帅，戴秋莲1,汤银树

（华侨大学脆性材料加工技术教育部工程研究中心，福建 厦门 361021）

Email：1lisadai@hqu.edu.cn

       摘  要：本文采用正交设计和方差分析的方法，对新型Al青铜结合剂配方和烧结温度进行优化，同时分别比较新、旧造孔剂在新型Al青铜结合剂和传统的锡青铜结合剂中的造孔效果以及对胎体力学性能的影响。试验结果表明：随着烧结温度、Al含量以及Fe含量的提高，铝青铜胎体的抗弯强度、硬度和耐磨性均提高。当铝青铜胎体中的Al含量为8%、Fe含量为3%，TiH2为2%时，其合适的烧结温度为800℃。此条件下采用新的造孔剂制备的孔隙率达35%的多孔铝青铜胎体的抗弯强度比原来采用旧造孔剂制备的多孔锡青铜胎体提高了228%。

 

坚硬致密岩层打滑形式分析及金刚石钻头的选择

刘碧湘1                曹社强2

1.核工业二六O厂天一公司    2.江西核工业机械研究所

南昌 330026

       摘  要：钻进坚硬致密弱研磨性岩层，常常会出现所谓的钻头“打滑”现象，本文通过对钻头出现“打滑”的原因和打滑的形式进行了分析，指出岩石坚硬致密是出现打滑的客观原因，不可改变，而钻头出现打滑则是主观造成，是人为因素，可以改变。本文总结和分析了金刚石钻头的性能与结构、金刚石参数以及钻进工艺参数对钻进硬而致密岩石的重要影响，提出了只要钻头性能—岩石性质—钻进工艺参数三者能够优化配合，就能在坚硬致密的岩层中取得好的钻进效果。

 

两种不同唇面结构的取心金刚石钻头

水力性能的模拟分析

刘志义　段隆臣　张清

中国地质大学工程学院，武汉 430074

       摘  要： 采用计算流体力学软件CFDesign对两种不同结构的钻头，分别进行了水力学性能模拟研究，结果表明钻头水路结构设计不合理，容易引起下列现象：（1）钻头局部位置受流体冲刷作用强烈；（2）形成井底钻井液的逆向流动和涡流；（3）造成井底流场负压，可能引起气蚀现象；（4）流场流速矢量方向发散，加剧漫流现象。圆弧型钻头较平底型钻头结构设计更加合理。

 

土黄色叶蜡石的观测

贾 攀 卢灿华 中南钻石股份有限公司 （南阳 473264）

郝兆印  吉林大学超硬材料国家重点实验室 （长春 130061）

       摘  要：用X射线与电镜测量了国产土黄色叶蜡石的结构与形貌，讨论了该种叶蜡石的结构特征与密封性关系。

 

钎焊技术在金刚石工具中的应用

龙伟民  朱  坤  张冠星  张  翼  王星星

郑州机械研究所新型钎焊材料与技术国家重点实验室 450001

       摘  要：钎焊技术的发展有悠久的历史和迅猛的发展趋势，在金刚石工具的制造中，钎焊技术甚为重要，钎焊材料的开发和感应钎焊设备及工艺的研究相当活跃。用于金刚石工具钎焊的钎焊材料种类繁多，以银铜锌镉最为普遍，以银铜锌镍的技术性能最为优越。本文概括了金刚石工具失效的主要诱因，研究了提高钎缝可靠性的技术方法。重点阐述了各种成分钎料的性能特点和应用对象，从理论和实践两种角度简述了刀头脱落的四类因素。研究结果表明：在较长时期内钎焊技术仍旧是金刚石工具制造的主导连接技术，无镉钎料的应用势在必行，减低钎料银含量是大势所趋。

 

硅基CVD金刚石膜的制备及应用

何敬晖，陈磊，秦松岩，玄真武

（北京天地东方超硬材料股份有限公司 100018）

       摘  要：本文对硅基体上沉积金刚石膜的制备方法以及应用领域进行了研究和介绍，通过研究发现，硅基体上沉积的金刚石膜几乎没有网状裂纹出现，改进工艺条件后可得到更高强度。此外，本文还介绍了硅基金刚石膜目前技术发展状况，面临的问题以及应用前景。

       关键词：硅，金刚石膜，CVD

 

环形电镀金刚石线锯研究应用浅析

刘莹1  王进保2  陈超2  周世威2  吕智1,2  郑超2

(1.桂林理工大学材料科学与工程学院，桂林 541004)

(2.桂林矿产地质研究院，桂林 541004)   

       摘  要：环形电镀金刚石线锯是将金刚石磨粒固着于环形钢丝基体上的一种切割工具。本文阐述了钢丝基体材料的选择，焊接方法，环形电镀金刚石线锯的制作工艺。文章使用自制的环形电镀金刚石线锯进行多晶硅的切割试验，切割工艺参数：锯丝线速度20~40m/s，工件进给速度2~10mm/min，锯丝张紧力60~100N。试验表明：硅片表面平整光滑，粗糙度Ra在0.328~0.562μm之间，体现出环形金刚石线锯切割的良好特性。

       关键词：环形；金刚石线锯；硬脆材料；焊接

 

稀土对陶瓷结合剂砂轮磨削性能的影响

赵干生1   梁芸亭2    栗正新2

(1.白鸽集团，河南，郑州  450007 ）

（2.河南工业大学材料科学与工程学院, 河南 ，郑州　450007)

       摘  要：本实验采用正交实验研究稀土氧化物对陶瓷结合剂砂轮磨削比和喷沙硬度的影响规律。实验证明与未添加稀土砂轮相比，稀土氧化物能提高砂轮的磨削比和喷砂硬度，磨削比提高近一倍以上。并得出三种稀土氧化物对两者的影响顺序: La2O3>Y2O3>CeO2，三者的最佳添加量为3%La2O3  3%Y2O3 和1%CeO2。

       关键词：La2O3 ； CeO2 ； Y2O3 ；陶瓷磨具 ；磨削比 ；喷砂硬度

 

中国磨削型金刚石的研究、现状与前景

方啸虎 何南兵 王腾吉 赵亚良 缪树良 谢德龙

（湖北鄂信钻石材料有限公司 436000）

       摘  要：金刚石作为磨削使用，在全球金刚石工具中约为50%以上，目前国内产量还有相当的差距。我公司通过几年的努力，强力开发了此类产品的合成棒，取得明显效果，并通过自己的试验成果赢得了用户，为我国填补了一项专用金刚石磨削类RVD料合成棒的新技术、新工艺。

       关键词：磨削型金刚石，RVD金刚石，趋势，转化率，工艺原理，技术新进展，前景

 

高性能陶瓷结合剂金刚石砂轮的研制

刘一波[]   刘伟    黄霞

北京安泰钢研超硬材料制品有限责任公司       北京   102200

       摘  要：本文通过对两种不同陶瓷结合剂L和G（L为低温结合剂，G为高强结合剂）进行球磨混合，制成金刚石砂轮做了详细的对比，通过DSC，抗折强度，来确定砂轮的烧制工艺，最后将砂轮应用于PDC的磨削中做对比实验。实验结果表明：对于自制的陶瓷结合剂，其添加量在20-24%时，其砂轮抗折强度达到最大。同时，两种结合剂混合后对于砂轮的性能有较大的改善，当前者含量为20%时，砂轮的整体效果最佳，此时金刚石砂轮的抗折强度为89MPa；砂轮的寿命比市售同类陶瓷金刚石砂轮寿命提高30-50%，效率提高20%以上。

       关键词：陶瓷结合剂 金刚石砂轮 PDC加工 球磨混合

 

硅表面金刚石膜红外增透性能研究

胡东平 丰杰 李建国 梅军

中国工程物理研究院总体工程研究所

四川省绵阳市919信箱405分箱

       摘  要：本文通过在大面积区熔硅表面沉积金刚石膜，制作硅的红外增透膜。经扫描电镜观察，金刚石膜的颗粒尺寸平均约2μm，晶体颗粒形状规则。测试单面镀膜的红外透过率最高达65%，双面镀膜红外透过率最高达84%。初步考核证明硅表面金刚石具有一定的抗热冲击性能。分析了硅表面金刚石薄膜的红外增透特性，提出了进一步提高金刚石膜红外增透性能的方法。

       关键词：金刚石薄膜 增透膜 红外透过

 

热丝化学气相沉积法制备优质微米/亚微米级单晶金刚石的研究

张韬1  沈彬1  孙方宏1张志明2

（1上海交通大学机械与动力工程学院，上海，200240）

（2上海交友钻石涂层有限公司，上海，200240）

       摘  要：本文利用热丝化学气相沉积法（HFCVD），在硅片衬底上进行微米级（＞1µm）及亚微米级（＜1µm）单晶金刚石的沉积研究。微米级颗粒金刚石，是以高温高压法（HPHT）制备的1µm金刚石颗粒为籽晶，通过甩胶布晶的方法，在衬底上均匀分布晶种，并通过合理控制沉积工艺参数，在衬底上形成晶形完好的单晶金刚石，在沉积2h后，可消除原HPHT籽晶缺陷，沉积6h后，生长出晶形良好的立方八面体金刚石颗粒（约4µm）；对于亚微米级单晶金刚石，可直接在衬底上进行合成，通过调控沉积参数（如衬底预处理方法，偏压大小，沉积时间）对单晶金刚石的分布密度和颗粒度进行控制，经过2h的沉积，最终获得0.7µm的二十面体单晶金刚石。

       关键字：热丝化学气相沉积法，微米级单晶金刚石，沉积参数