金刚石聚晶活性钎焊工艺研究开题报告
2020-04-24 10:16:10
1. 研究目的与意义(文献综述)
金刚石作为一种超硬刀具材料应用于切削加工已有数百年历史。在刀具发展历程中,从十九世纪末到二十世纪中期,刀具材料以高速钢为主要代表;1927年德国首先研制出硬质合金刀具材料并获得广泛应用;二十世纪五十年代,瑞典和美国分别合成出人造金刚石,切削刀具从此步人以超硬材料为代表的时期。
因为单晶金刚石由于存在各向异性,容易延解理面{111}面破裂[1],导致其在加工、使用过程中会存在方向性的问题,且大块单晶金刚石的制备在目前的合成条件下很难实现,由此人们想到了用聚晶金刚石(pcd)来代替单晶金刚石。与单晶金刚石相比 pcd 具有以下特点:① 可以直接合成或加工成特定规整形状;② 可以设计或预测新产品的性能,赋予产品必要的特点,从而适应特定用途。由于聚晶是多晶结构,磨损无方向性,晶粒间隙可储存润滑油,用于拉丝模,不仅使用寿命比天然单晶拉丝模高,而且拉拔金属丝的表面质量好[2]。pcd 被成功地用于制造各种刀具,包括车刀、铣刀和镗刀等,用于加工高硬、耐磨的金属及非金属材料,其性能远远高于硬质合金。
聚晶金刚石复合片(polycrystalline diamond compact,pdc)属于新型功能材料,是采用金刚石微粉与硬质合金衬底在超高压高温条件下烧结而成。pdc既具有金刚石的高硬度、高耐磨性,同时具有硬质合金良好的抗冲击韧性[3],已被广泛应用于地质钻探、石油天然气钻采以及切削刀具等方面。 pdc钻头可用于软、中硬地层如:表土层、泥灰岩、软页岩、盐岩、硬石膏、砂岩、粘土岩、石灰岩、硬页岩、煤田等的钻探。在石油、天然气钻井,地质钻探和工程钻探施工中。pdc钻头与牙轮钻头、金刚石钻头相比较,具有时效高,寿命长,综合成本低的优点。
2. 研究的基本内容与方案
2.1 基本内容
1. 文献调研,了解国内外相关研究概况和发展趋势;
2. 完成试验设计方案的制定,通过真空钎焊或超声波辅助钎焊工艺来制备钎焊接头
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,完成英文翻译。明确研究内容,了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案,并完成开题报告。
第4-8周:按照设计方案,制备活性钎料和不同参数下的金刚石聚晶复合片的样品。
第9-13周:使用金相显微镜观察金刚石聚晶复合片的显微组织。
4. 参考文献(12篇以上)
[1] 许超,贺端威,王海阔,管俊伟.纳米聚晶金刚石的高温高压合成.四川大学原子与分子物理研究所.1673-1433(2011)04-0009-04
[2] 邹芹,王明智,李艳国,赵玉成.聚晶金刚石的特点、应用、分类及聚结机理.燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,河北 秦皇岛 066004