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       【中国超硬材料网讯】11月16日，2013第六届郑州国际超硬材料及制品研讨会在郑州国际会展中心会议中心五楼大河厅隆重举行，本届研讨会由中国机床工具工业协会超硬材料分会联合国家超硬材料及制品工程技术研究中心等多家行业机构共同主办。

        不同种类、不同粒度金属预合金粉末的组合应用具有鲜明的特点，尤其是细颗粒合金粉末的组合应用更具特色。将细颗粒雾化合金粉末与化学一步法制备的铁铜合金组合应用，可大幅度改善烧结制品的综合机械性能，提高工具的锋利度和使用寿命。细颗粒、高活性合金粉末的组合应用将是今后的发展趋势，而且可实现功能化组合，简化生产工艺，促进行业发展。

        该报告研究了DFC25预合金粉末的冷压、热压烧结性能，分析了烧结体硬度、抗弯强度等性能。结果表明，DFC25预合金粉末烧结体硬度、抗弯强度随烧结温度升高而升高，热压温度为780℃、压力为20MPa时，烧结体的硬度为52HRB，抗弯强度为748MPa。将该粉末应用于圆锯片的生产，与单质混合粉胎体相比，在锯片的切割速度和寿命基本不变的前提下，可以大幅减少铜、镍等贵金属用量，降低工具制造成本，同时刀头的扳齿强度显著提高，提高了锯片的安全性。

        通过在金属胎体中加入不同比例的亚纳米预合金来分析了该预合金粉对金属胎体密度、硬度、抗弯强度以及对金刚石把持力等性能的影响，通过与基础金属胎体和加入钻的金属胎体切割对比研究发现，加入亚纳米预合金粉的胎体各项性能指标都大大提高，与加入一定含量的钻的金属胎体性能指标接近，在一定程度上可以取代金属胎体中的一部分钻粉，从而更加有效、经济地提高金刚石工具使用性能。

        选取具有不同机械性能的水雾化铁铜预合金粉末JF-O1，重点考察其抗弯强度及烧结硬度对所制备花岗岩锯片切割性能的影响。当预合金粉末的氧含量小于3000ppm时，粉末烧结体的抗弯强度越高，其相应锯片胎体的烧结致密度越好，抗弯强度也越高，胎体对金刚石的机械把持力增强，在合适的烧结硬度范围内，锯片的锋利度和使用寿命可得到明显提高。

        该报告主要进行了钎焊PCBN磨粒工具的磨削试验，并采用分形的方法对磨粒磨损形貌进行了重建，对磨粒破碎行为进行了分形分析。主要结论如下:①磨削过程中，由于PCBN微破碎行为而产生的自锐效应可以利用三维视频显微镜进行表面形貌重建，所得模型能清晰再现其磨损特征;②分形维数与PCBN微破碎行为有关，藉此可定量表征PCBN微破碎行为产生的自锐效应。

        该报告研制了单层真空钎焊CBN磨刀轮，利用真空钎焊工艺在Cu基钎料中引入TiH2进行实验分析，对比了不同钎焊温度对CBN产生的影响，使CBN磨粒在适当裸露高度状态下，充分减少其热损伤和应力损伤，并使CBN磨粒、钎料、45#碳钢基体三者之间产生牢固有效的冶金化合，进一步实现真空钎焊CBN磨刀轮的高效磨削。
        该报告采用单层钎焊立方氮化硼}（CBN）砂轮对渗碳淬硬20CrMnTi开展了磨削试验研究，分析了磨削用量对磨削温度的影响规律，结果表明随着进给速度和磨削深度的增加，磨削温度都呈现增大的趋势。与传统磨齿加工所使用的白刚玉砂轮进行了对比，发现CBN砂轮能够大幅度降低磨削温度，在所使用的磨削用量下，最大降幅可达64.9%，因此，在磨削温度的控制方面，单层钎焊CBN砂轮表现得更为优异。此外，报告还基于ABAQUS平台，对所开展的磨削试验进行了有限元仿真，发现计算结果与试验数据基本吻合，误差可以控制在10%以内，温度的变化规律也是一致的，说明该模型对于计算20CrMnTi的磨削温度是有效的。

        该报告讲明了超硬材料钎焊工具的优点，通过阐述真空钎焊设备的技术要点及钎焊操作工艺的制定要素，来进一步说明如何利用真空钎焊法制作好超硬材料工具。


        该报告采用真空钎焊工艺，按照切缝镶嵌结构，分别使用镍基、铜基钎料制备了多层金刚石钻头，并进行了花岗岩钻削试验。采用统计分析法总结了三种刀头厚度(0.8mm,1.2mm,1.6mm)和三种缝隙间隔( 0.8mm,1.2mm,1.6mm)以及镍基、铜基两种钎料分别钎焊的18种多层金刚石钻头的失效情况。结果表明:镍基和铜基钎料对金刚石均已实现牢固结合;在1.2mm刀头厚度和1.2mm缝隙间隔情况下，采用铜基钎料钎焊的多层金刚石钻头具有优良的自锐性、较高的锋利度和更长的使用寿命。

        该报告综合论述了N68-N83系列纳米陶瓷结合剂性能特点，关键技术指标和陶瓷结合剂超硬工具的应用发展。指出陶瓷结合剂超硬工具具有组织结构可调、自锐性好、耐磨寿命长、不需要保护气氛空气中无压烧结以及可以大批量低成本生产等优点。纳米陶瓷结合剂解决了长期以来低熔高强的矛盾，烧结温度低至680℃，而结合剂抗折强度高于100MPa；根据不同工具的要求，可以在680~850℃温度范围烧结，气孔率在0~95%范围调节；适用于60目~W0.5全粒度范围的金刚石和CBN工具制造。

        该报告针对干切削刀具PCBN材料对高热硬度、高耐磨性及热稳定性的要求，通过TiNo.3/AlN/CBN复合烧结体的制备，采用SEM,EDS,XRD等分析方法，获得了全部由CBN,TiN0.3, TiNx及A1N组成的PCBN，无低熔点、低硬度相，解决了TiN, AlN等共价键类化合物的低温烧结问题，降低了烧结温度;通过对结合剂及PCBN的性能测试，使PCBN结合剂的性能符合干切削刀具的要求。         通过对建筑陶瓷磨边用树脂金刚石磨轮力学性能及磨削性能的测定，研究了不同填料对树脂金刚石磨轮使用性能的影响。结果表明，在金刚石、聚酩亚胺、辅料含量确定的前提下，当铜粉10vol% ,氧化锌5vol%、冰晶石9vol%时，树脂金刚石磨轮的强度和硬度较高，锋利性和耐磨性较好，具有良好的使用性能。

        该报告研究了ZnO的添加量对陶瓷结合剂性能的影响。实验结果表明，结合剂的耐火度随Zn0含量的增加而降低;当Zn0的添加量大于4wt%时，结合剂的耐火度下降已不明显。添加4wt%的Zn0可以使结合剂的膨胀系数有明显的下降。Zn0的添加还可以使结合剂的抗折强度有一定的提高。

        该报告针对在加工硬质合金木工锯片过程中所使用的金刚石砂轮进行了分类研究，通过考察玻璃纤维及二硫化铂不同添加量对砂轮性能的影响，进而影响加工工件的质量，优选出最佳添加量为玻璃纤维7.5 vol%、二硫化铂5 vol%，选择此配方制备的硬质合金木工锯片加工的工件表面粗糙度及光亮度能满足高端客户的使用要求，砂轮的综合使用寿命提高30%~67%。该优选砂轮不仅对硬质合金木工锯片有直接作用，而且对其他行业锯片加工也有一定的借鉴作用。
        该报告使用两个具有相同参数的杯型金刚石砂轮分别对SiC陶瓷进行超声辅助磨削和普通磨削试验，在去除一定体积的材料后，测出相应的磨削力和工件表面的粗糙度，并使用三维视频显微镜对砂轮上的磨粒进行跟踪观察。研究发现，在试验条件下用于超声辅助磨削的砂轮，其主要磨损形式是磨耗磨损，砂轮上没有出现磨粒脱落的现象。超声辅助磨削中超声振动的加入有利于减小磨削力，但是随着砂轮磨损的加剧，超声振动所引起的磨削力降幅有所减小。超声振动的加入也减小了磨削表面的粗糙度值，随着砂轮磨损加剧，磨削表面粗糙度变化不大。
        该报告简述了目前常用润滑油的局限性及纳米金刚石润滑油的独特优势。使用SRV往复式摩擦磨耗试验机测试了其减摩抗磨效果。结果表明咬合时间和磨痕深度均可显著减少。

        该报告分析了近几年来钻探工程中出现的难题，针对热压金刚石钻头研究和应用中的热点，以实践为依据，总结出点滴认识。提出了冷压成型和制粒技术的应用以及冷压和热压方法相结合的烧结工艺，提出了钻进坚硬致密岩石钻头的设计思路，提出了用热压钻头替代电镀钻头的设计与制造方法。同时认为，钻头的性能、岩石的性质和钻进工艺技术是不可分割的系统;钻头的设计与选型离不开岩石的性质与钻进工艺技术。这些结论对于钻头制造商和用户都是有益的启示。
        该报告对比了不同烧结温度下WC-Cu基配方体系的物理力学性能及WC-663Cu基配方体系的相关性能指标，为新工艺下制作深孔钻头确定了一组基础配方。研究结果表明，850℃烧结温度下，WC-Cu配方体系具有较好的综合力学性能;WC-Cu基配方具有相较于WC-663Cu基配方更好的抗弯强度、抗冲击韧性、耐磨损性及对金刚石颗粒的包镶强度。

        该报告采用电解铁粉、羟基铁粉、P-Fe粉、还原铁粉、白口铸铁粉及灰口铸铁粉6种不同的铁粉制备金刚石磨块对陶瓷地板砖进行磨削，其锋利度和耐磨时间表现出较大的差异。文中分析了这些差异产生的原因，并认为选择合理的铁粉可显著优化金刚石磨块的性能。

        该报告重点介绍了近几年国内六面顶压机在增压源、超压及泄压技术上的新进展，详细分析了双作用往复式增压器的原理及应用，展现了比例溢流阀和比例流量阀在超压速度控制中的原理，分析了比例截止阀在慢泄压上的应用。

        首先用SolidWorks软件，按照设计要求，建立铰链梁系统的三维实体模型。其次，在ANSYS Workbench软件中建立有限元分析模型并进行静力分析，得到了金刚石压机结构在工况下的应力分布及变形情况。再次，将模型转换成参数化模型导入到ANSYS Work-bench中，通过对铰链梁结构特点和受力情况的分析，以零件体积和几处应力较大处的应力值为目标，选择其主要的结构尺寸为设计变量(如缸体的底部倒角，凸耳的厚度、两凸耳间距离及凸耳上、下的倒角大小等)，力求在尽量不增加材料用量的情况下，降低应力值。最后为减轻凸耳和缸体连接处的应力集中现象，在连接处增加两处圆角，并对两处圆角半径进行优化。

        该报告为新型金刚石六面顶压机的研制提供了一种准确、可靠的设计方法。借助ANSYSWorkbench这一CAE平台，有助于提高机械零件的设计和分析水平，缩短开发周期，节约成本，对金刚石压机的设计和改进有着重要的意义。

        随着全球科技的发展，金刚石的应用领域从过去传统的地质钻探、石材切割等向越来越多的行业发展，如航空航天、航船、高速铁路、汽车制造、半导体、太阳能等，细颗粒金刚石的需求急速增长。过去我国因没有此类品种的生产因此从国外大量进口，如今国内好几家大型金刚石生产企业经过多年的研发，已能批量生产出细颗粒（400~1200目）金刚石了。笔者所在的企业通过调查了解到生产此类金刚石的企业因为没有合适细颗粒的选形设备进行有效的选形，只能使用原有的机型进行多次复选，但效果仍不理想，特别是到600目以细时基本上选形不出，混料的现象十分严重，使企业经营销售特别是产品价格受到极大地影响，迫切需要一款新型的选形设备解决上述难题。

       为此我厂从2009年起成立研制小组研发专门用于对细颗粒的金刚石进行选形的选形机。本文将该机的性能、技术指标以及研制中的一些细节介绍给大家。
        随着新材料开发和合成材料技术的蓬勃发展，CFRP复合材料因具有高比强度、高比模量、抗疲劳性能好、耐热性能优良等特点，广泛应用于航空、航天、新能源、汽车等诸多领域。但采用传统的切削刀具加工CFRP复合材料时，刀具使用寿命短、加工效率低、加工质量差。鉴于PCD刀具具有独特的高硬度、高耐磨性等优势，本文通过分析CFRP复合材料的机械切削加工特性，微观破坏机理、PCD潜孔钻几何参数对CFRP复合材料的加工质量的影响，开发了复合材料加工专用的PCD钻削刀具，为CFRP复合材料的加工提供了一定的帮助。

        为了提高超硬材料树脂磨具的耐热性及强度，本文采用桐油来改性酚醛树脂(PF),综合热分析表明改性PF在100~320℃间失重6.30% , 320~600℃间失重62.42%，普通PF分别失重16.34%和74.31% ,桐油改性PF热稳定性得到了很大提高。FIIR分析表明，桐油成为聚合物结构的一部分。力学测试结果表明，桐油改性较大程度改善了PF的韧性，当桐油的添加量为14%，苯酚/甲醛的摩尔比为1:1.2时，其冲击强度达到了11.31kJ/m2、提高了35.5%，抗折强度达到了25.4MPa、提高了53%。

        采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD )辅助热丝化学气象沉积(HF-CVD )，即RF-HFCVD，以CH4, H2, Ar为气源，在AF1钨钢剃须刀刃上，沉积纳米级金刚石薄膜。研究了沉积压力、CH4/H2流量比的变化对薄膜沉积的影响，采用扫描电镜(SEM )、拉曼光谱( Raman)对薄膜的形貌和成分分析，利用Rockwell硬度计测试了膜基结合力。结果表明，沉积压力、CH4/H2流量比的变化对金刚石膜的表面状况影响很大，薄膜中sp3，含量呈现先升高后降低的变化，并在700Pa, 5.5%的碳氢比时达到最大值。压痕测试发现薄膜有微刁•的裂纹，膜基结合强度良好。

        报告分三个部分，介绍了PDC发展史、国内PDC现状和PDC产品技术方向。在PDC发展史简介中，国外主流制造商为当时的美国EG公司超级磨料磨具部和南非EeBeers公司，他们均采用年轮式两面顶压机来生产PDC；中国PDC发展，首先由郑州磨料磨具磨削研究所于1986年在机械委科技司申请立项，1987年完成“高品级多晶金刚石-硬质合金复合材料的研究”，1988年中试，取得成果，并小批量投放市场，在国内首先推广使用。同时报告还介绍了国内PDC的尺寸规格、产品性能、总体水平；以及有关PDC产品技术的方向，包括PDC制造技术、新结合剂甚至无结合剂的PDC和针对油用PDC的一些新的检测方法。

        报告通过PCBN合成-刀具制备-切削实验的系统研究，探讨了加工钛合金用PCBN刀具合成工艺与结合剂配方和刀具磨损的关系。实验分别采用纯金属结合剂、纯陶瓷结合剂、金属-陶瓷结合剂制备了PCBN，对钛合金TC4进行切削实验，结果表明金属结合剂PCBN刀片车削钛合金的性能最好、工件表面质量最好。刀具主要是后刀面磨损，前刀面磨损较少。

        报告试验了不同硫化温度下金刚石绳锯黏合橡胶硫化特性、物理性能及与串珠之间黏接力，结果表明提高硫化温度可缩短硫化时间、提高生产效率；不同硫化温度对胶料的物理机械性能等无明显影响，在等效的硫化时间性能基本相当，165℃下性能只略有降低，但稳定时间缩短。
        在金刚石工具制作过程中，需要对原材料的配比和生产的成品进行大量的检测。 X射线荧光光谱分析法是现代常规分析中的一种重要方法，具有快速、准确的特点。报告详细阐述了X射线的定义和产生机理、X射线荧光光谱的产生机理和定性定量分析方法，并着重研究了X射线荧光光谱分析技术在金刚石工具制作过程中的应用途径，为金刚石工具的高效和稳定切削提供了可靠的质量保障。

        报告说明了深孔钻对经济发展的重要性和我国矿产资源的特点，从深孔钻复杂性、钻头特点、超细粉末应用等方面详细阐述了发展深孔钻头应该注意的问题，并综述了深孔钻头的生产制作方法和几种应用于深孔钻的钻头，指出应积极开发深孔钻头和深孔钻探技术。

        报告主要介绍了对于无压烧结的金刚石圆锯片，选择多粒径混合制式同性Fe粉对胎体性能的影响。通过对胎体洛氏硬度、抗弯强度、烧结后SEM组织分析和试切，得出以下结论:在同一配方体系中，当单质Fe粉含量在胎体配方中占总含量的50%~60%时，采用多粒径混合制式同性Fe粉可以提高胎体的硬度、抗弯强度，锯片的锋利度及寿命也有所改善。

        在激光焊接中最大的缺陷就是容易产生气孔，报告通过对改善过渡层配方设计以有效降低烧结温度和减少气孔产生的研究，从而优化激光焊接的焊缝强度和外观质量。经实验得出结论：在激光焊接气刀头的过渡层中适当加入Mn，有利于减少气孔的产生，有效降低烧结温度，避免过高额的烧结温度对工作层金刚石的损害。

       报告试验了国外两家公司及国内三家公司的羰基铁粉，通过对比粒度分布、压制废品率及切割性能，显示当羰基铁粉粒度分布控制在一定范围时，可以获得较好的压制成型性及使用性能。