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从图5能够准确的看出,当孔隙率为9.87%时,在金属结合剂桥的断裂面上,存在塑性断裂明显的韧窝(如图5(b)标示1处)。结合剂与金刚石之间有明显的缝隙,说明结合剂对金刚石的把持主要靠机械镶嵌力,金刚石节块的断裂主要发生在结合剂与金刚石的接触界面;当孔隙率为26.89%时,从图5(d)可以明显看出,在金刚石节块断口上,胎体组织较疏松,结合剂胎体中存在很多孔隙,这使得结合剂对金刚石的实际结合面积减少,大幅度的降低了结合剂对金刚石的把持力,使金刚石节块的强度急剧降低,只有131 MPa。金属结合剂胎体断面表现出了明显的脆性断裂特征,由此也可以说明孔隙率较高时,孔隙成为金刚石节块断裂的重要的因素。
(1)随着造孔剂含量的增加,金刚石节块的孔隙率逐渐增加,而抗弯强度逐渐降低;
(2)在低孔隙率区,金刚石是影响金刚石节块强度的主要因素,在高孔隙率区,孔隙成为影响金刚石节块强度的主要因素;
(3)随着孔隙率的增加,金刚石节块的自锐性提高,在孔隙率为20%左右时,磨削比达到最大。
金属结合剂金刚石砂轮以其强度高、耐磨性好、形状稳定性高等优点大范围的应用在硬质合金工具、工程陶瓷、玻璃、石材等硬脆难加工材料的磨削加工中[1]。为了更好的提高金属结合剂对金刚石的把持能力,常将砂轮的致密度作为衡量砂轮性能的重要指标。由于金刚石层具有高的致密度,致使金刚石层出现气孔率低、容屑空间不足、自锐性差等问题,难以满足难加工材料高效磨削的要求[2]。另外,金属结合剂金刚石砂轮的修整修锐问题也是限制其磨削性能进一步提升的核心问题[3]。陶瓷结合剂砂轮属于多孔砂轮,但结合剂脆性大,抗冲击强度差。因此,我们的实验目的是:在金属结合剂金刚石砂轮中引入孔隙结构,制备多孔金属结合剂金刚石砂轮,以期解决其自锐性差、整形修锐困难的问题。
LASER LINE PRECISION是EWAG推出的一款全新激光加工机床,它是现代化刀具制造激光技术方面的最佳入门级机床。
所使用的最新短脉冲激光处于532纳米的绿色波长范围,能高效加工常规金刚石切削材料,如:cBN、PCD和CVD-D。使用LASER LINE PRECISION能毫不费力地加工直径不超过200毫米且长度不超过250毫米的旋转对称刀具以及内接圆直径大于3毫米且外接圆直径不超过50毫米的可转位刀片。
[2] 张文学.超高速磨削技术在机械制造领域的应用研究[J].企业技术开发,2014,33(8):40-45.
由图4可知,在低孔隙率区,金属结合剂胎体和金刚石节块的抗弯强度随着孔隙率的增加急剧降低,当孔隙率超过40%以后,抗弯强度随孔隙率的升高变化相对平缓。通过两条曲线的对比,金属结合剂胎体的抗弯强度高于金刚石节块的抗弯强度,而随着孔隙率的升高,两者之间的差值越来越小。这是因为金属结合剂与金刚石之间主要靠机械镶嵌结合,因此结合剂对金刚石的把持力较弱,当金刚石加入之后,会降低节块的抗弯强度,即在低孔隙率区,金刚石是影响金刚石节块抗弯强度的重要的因素;但当孔隙率达到一定数值之后,孔隙结构对节块抗弯强度的影响远高于对金刚石的影响,孔隙结构逐渐变为影响金刚石节块抗弯强度的主要因素。
磨削试验采用不一样孔隙率的金刚石节块在MMW-1型立式万能摩擦磨损试验机上磨削硬质合金材料。磨削实验设定的参数如表1所示:
由图6可知,经过500 s磨削实验之后,金刚石节块损失的质量随着孔隙率的升高而逐渐增加。这是因为随着孔隙率的增加,金属结合剂桥的体积慢慢地减少,对金刚石的把持力逐渐减弱,金刚石更容易脱落,当金刚石脱落之后,组织疏松的结合剂胎体耐磨性也会降低,因此孔隙率越高,金刚石节块的耐磨性越低,损耗的质量也会越多。
由8可知,随着孔隙率的升高,金刚石节块的磨削比表现出先增大后减小的趋势。当孔隙率在20%左右时,磨削比达到最大。这是金刚石节块磨削效率和耐磨性共同作用的结果。
图9为金刚石节块磨削硬质合金后表面的形貌图。由图能够准确的看出,没有添加造孔剂的,孔隙率为5.6%时,未出露的金刚石较多;随着孔隙率的升高,金刚石出露的慢慢的变多,在孔隙率高于20.88%后,在金刚石节块的表面能看到较多的气孔和金刚石脱落坑,说明金刚石节块的自锐性逐渐变好,磨削更加锋利。
(1)使用ED-300A型电子密度计排水法测定多孔节块的实际密度D,通过计算得到多孔节块理论密度D0,则孔隙率
(2)在CMT4504电子多功能试验机上采用三点弯曲法测量样条抗弯强度,跨距20 mm,加载速度1 mm/min;
(4)使用日本日立S-4800场发射扫描电镜观察节块断口形貌及孔隙微观形貌;
目前,采用高温分解或挥发物[4]、可溶性盐类物质[5]、陶瓷或玻璃空心球[6]、超临界萃取有机物造孔剂[7]等办法能够制备出具有一定孔隙率和强度的多孔金属结合剂金刚石砂轮。日本学者采用热等静压法、真空烧结法和通电烧结法等[8,9]制备铸铁基多孔砂轮,工艺复杂,成本比较高,生产效率较低;国内南京航空航天大学、华侨大学等高校学者采用Ni-Cr钎料[10]、Cu-Sn-Ti钎料[11]等制备高温钎焊多孔金刚石砂轮,但钎焊温度高,对金刚石的热损伤严重。而本实验拟采用高温分解物碳酸氢铵做造孔剂,利用低成本、高效率的真空热压烧结法制备铜基多孔金刚石砂轮节块,并研究了不同孔隙率下,金刚石节块性能的变化。
独一无二的Laser Touch Machining®加工工艺受专利保护,借助它能使表面上的质量达到最佳,即使是具有复杂几何形状的刀具也不在话下。仅需一次装夹就能完成任意切削刃轮廓、后角以及导屑几何形状的3维加工。在LASER LINE PRECISION中,所形成的烟气和被气化的材料将通过集成在机床中的抽吸装置直接抽出并输送至相关抽吸/过滤系统。
Cu粉、Ni粉、Fe粉、Ti粉、Sn粉和Zn粉等,粒度300目;造孔剂为碳酸氢铵,粒度80目;金刚石粒度50/60,浓度50%。
据报道,悉尼大学的物理学家已设想出一种方式,在磁共振成像(MRI)机器中点燃纳米级人造钻石,作为癌症的指路明灯。
钻石无法在MRI扫描中自燃,但经过某些操作,它们能被检测到。论文首席作者雷哲(Ewa Rej)说:“我们在纳米金刚石里磁化了原子,令它们能在MRI扫描中燃烧。”
经处理的钻石随后会被依附到用来针对癌症的特定化学物质上,并注射到体内,在病人身体中穿行时受到追踪。如果患癌,化学物质会被吸引到相应的区域,钻石则在MRI扫描时发挥灯塔作用。
随着造孔剂含量(体积分数)的增加,金刚石节块的孔隙率逐渐增大,抗弯强度逐渐降低。造孔剂含量从0增加到40%,金刚石节块的孔隙率从5.6%增加到39.99%;金刚石节块的抗弯强度从401.99 MPa降低到58.7 MPa(图3)。
由图7可知,经过500 s磨削实验之后,金刚石节块磨除的硬质合金的质量随着孔隙率的升高表现出先增加后减少的趋势。在孔隙率为27%左右时,硬质合金磨除量达到最大。这是因为孔隙率较低时,金刚石磨钝之后不能及时脱落,金刚石节块的自锐性差,磨削过程容易堵塞,导致磨除的硬质合金质量较低,磨削效率也较低;随着孔隙率的升高,金刚石的出露率升高,金刚石节块的自锐性变好,磨削过程更加锋利,因此磨除掉的硬质合金质量增加,磨削效率随之增加;但当孔隙率过高时,结合剂与金刚石的结合强度大幅度的降低,又会导致金刚石过早脱落Biblioteka Baidu硬质合金的磨除量因此又会降低,磨削效率也降低。
研究者希望用这个发现来揪出初期难以被检测到的癌症,例如脑癌和胰腺癌。澳大利亚癌症协会(Cancer Australia)的CEO佐巴斯(Helen Zorbas)对此表示欢迎。她说:“脑癌和胰腺癌属于最致命的癌症。”
据报道,未来几周研究者将在老鼠身上做试验。不过,人体试验还得等上几年。用钻石可能被认为代价昂贵,但研究者声称合成粒子相对便宜。 (环球网综合报道)
【作者单位】河南工业大学，材料科学与工程学院，河南 郑州 450001;河南工业大学，材料科学与工程学院，河南 郑州 450001
LASER LINE PRECISION仅需近5平方米的占地面积,相比世界闻名的LASER LINE ULTRA,已成为最紧凑的超硬刀具高端激光生产中心。6轴机器人选配项将为无人值守的多班运行提供最大限度的灵活性。 (金属加工在线)
据澳大利亚“新快网”10月11日报道,最新研究显示,钻石可能在检测最初期阶段的癌症方面扮演至关重要的角色。
