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期刊信息/Journal information
金刚石与磨料磨具工程
郑州磨料磨具磨削研究所
金刚石与磨料磨具工程

郑州磨料磨具磨削研究所

王琴

双月刊

1006-852X

smzzgj@126.com

0371-67661785

450001

郑州市高新区梧桐街121号

金刚石与磨料磨具工程/Journal Diamond & Abrasives Engineering北大核心CSTPCD
查看更多>>本刊是行业中唯一国内外公开发行中央级刊物。本刊为全国中文核心期刊，美国Ei数据库收录用刊，美国化学文摘（CA）收录用刊，中国学术期刊（光盘版）全文入编期刊。主要报道内容为超硬材料（金刚石、立方氮化硼）合成、制品制造与应用、专用设备、普通磨料磨具、磨削与修整技术等领域的科研成果、最新进展。
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    容器结构对立式振动抛磨颗粒介质流动特性影响分析

    冯利东李文辉李秀红张演...
    1-8页
    查看更多>>摘要：为探究立式振动抛磨设备的容器结构对颗粒介质运动特性的影响,采用ADAMS-EDEM耦合仿真--振动抛磨工艺下的颗粒介质运动特性仿真.首先从颗粒运动轨迹与速度矢量角度分别分析容器结构对颗粒运动特性的影响,其次从深度方向与径向方向综合判断容器结构对颗粒速度与颗粒作用力的影响,最后通过动态力测试实验验证仿真的有效性.实验结果表明:岛状结构有助于颗粒的翻滚运动,阻碍了周向运动.有岛容器内颗粒运动更剧烈,颗粒平均作用力大于无岛.容器结构不会改变颗粒作用力在深度方向与径向方向分布的基本规律,但有岛容器内颗粒作用力在深度方向的增长尤为明显,2组实验均验证了仿真合理性.

    立式振动耦合仿真动态力传感器容器结构

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    新型KTN衬底上生长金刚石及其光催化性能研究

    栾玉翰李天蔚王旭平郝建新...
    9-14页
    查看更多>>摘要：采用微波等离子体化学气相沉积技术,以钽铌酸钾(KTa1-xNbxO3,简称KTN)作为衬底,生长高质量金刚石薄膜.用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和拉曼光谱仪观察并分析金刚石薄膜的表面形貌和微观结构,并研究样品的光催化性能.结果表明:金刚石生长过程中形成了碳化钽过渡层;随着生长时间延长金刚石质量不断提高;所有样品均表现出良好的降解罗丹明B的能力,其中生长时间为 12 h的样品对罗丹明B的降解效率提高了 0.29倍,与生长时间为 3 h的样品相比其降解效率提高了 1.6倍.本研究为生长多晶金刚石提供新型衬底,并探索金刚石在光催化方面的应用.

    金刚石铌酸钽钾光催化微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)

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    C-H-F氛围下金刚石薄膜的低温CVD生长过程分析

    简小刚梁晓伟姚文山张毅...
    15-21页
    查看更多>>摘要：基于第一性原理的密度泛函理论对C-H-F氛围下低温CVD金刚石薄膜的生长过程进行仿真分析,计算H、F原子在氢终止金刚石表面发生萃取反应的吸附能、反应热与反应能垒,并分析CF3、CF2、CF 3种生长基团在带有活性位点基底上的吸附.结果表明:与H原子相比,F原子更容易在氢终止金刚石表面萃出H,并以HF形式脱附,且在C-H-F氛围下有利于在低温时产生更多的活性位点;CF3、CF2、CF基团在吸附后的结构和吸附能绝对值都更有利于金刚石相的生成,适当提高CF3、CF2、CF基团的浓度有助于实现金刚石相的更高速率生长.

    CVD金刚石薄膜氟沉积机制第一性原理吸附表面化学反应

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    Ni-Al辅助微波自蔓延烧结制备Ti3SiC2基金刚石复合材料工艺研究

    史书浩杨黎郭胜惠高冀芸...
    22-30页
    查看更多>>摘要：为降低金刚石磨削工具的制造成本和能耗,探寻一种在低能耗下实现高性能陶瓷结合剂金刚石磨具的制备工艺,同时研究助燃剂Si和金刚石粒度等因素对样品物相组成、显微形貌和磨削性能的影响.采用Ti、Si、石墨粉和金刚石磨料作为原料,经冷压成型至生胚,通过Ni-Al辅助在微波场加热诱发Ti-Si-C体系发生自蔓延高温合成(SHS)反应以制备Ti3SiC2 基金刚石复合材料.结果表明,高热值Ni-Al合金辅助可以缩短样品的烧结时间,还可以将诱发SHS反应的温度点控制在金刚石石墨化温度以下.在Ar保护气氛下,Ti-Si-C体系发生SHS反应,可生成Ti3SiC2、TiC和Ti5Si3 等 3种物相.随Si含量升高,Ti3SiC2 相先增多后减少,当n(Ti):n(Si):n(C)= 3∶1.1∶2时,复合材料的磨削性能最佳,磨耗比最高可达 286.53.分析不同原料配比下的试样磨耗比差异的产生机制,认为基体组织中存在微小且分布均匀的气孔结构,在磨削时可产生大区域的平整磨削面,易于发挥金刚石磨料的磨削效果,有利于提升复合材料样品的磨削性能.

    微波自蔓延烧结Ti3SiC2金刚石复合材料Ni-Al合金

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    陶瓷结合剂金刚石团聚磨料探索

    成晓哲许衍穆云超韩敬贺...
    31-38页
    查看更多>>摘要：细粒度金刚石微粉大量积压是目前金刚石微粉制造行业面临的问题之一,为促进其应用,以铝硼硅结合剂为黏接剂、Si粉和Ti粉为添加剂制造团聚磨料试样,并将制成的团聚磨料加入铝硼硅结合剂中制成陶瓷结合剂试样,对所制试样的抗弯强度、物相构成和微观形貌进行分析.结果表明:添加Si或Ti的铝硼硅黏结剂均能起到团聚金刚石的作用;当团聚磨料中Si或Ti的质量分数为 10.0%时,所制得的陶瓷结合剂试样抗弯强度最大,且添加Si的团聚磨料试样抗弯强度为 43.74 MPa;当Si或Ti的质量分数超过 10.0%时,团聚磨料试样中出现大量Si或者TiO2 峰,其抗弯强度急剧下降;添加Si的团聚磨料试样与添加Ti的团聚磨料试样相比,其具有更大的粒度和更均匀的粒度分布,添加Si的铝硼硅黏结剂可将1～2 μm的磨料团聚为5～10 μm的磨料.

    团聚磨料金刚石微粉陶瓷结合剂磨料性能

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    用于金刚石摩擦化学抛光的Ni-W合金盘制备

    牛昊金洙吉沈煜杨辉鹏...
    39-49页
    查看更多>>摘要：为探究镀液成分、工艺条件等因素对Ni-W合金镀层的影响,制备出低内应力、高硬度的Ni-W合金盘,用于金刚石的摩擦化学抛光.采用单一性实验分别探究络合剂浓度、溶液pH、糖精钠浓度对镀层内应力、钨含量、硬度以及沉积速率的影响,并探究不同添加剂对镀层表面整平的效果.最终选用水杨醛为整平剂,并采用反向脉冲电流降低了镀层表面粗糙度,制备出硬度达HV 713,镀层厚度约为 0.66 mm的Ni-W合金盘.使用合金盘对金刚石进行摩擦化学抛光,并探究合适的抛光工艺参数.在合金盘转速为8 000 r/min,压力为40 N时,金刚石的抛光效果较好,其材料去除率为 5.56 μm/min,磨削比达 0.394,金刚石表面粗糙度Sa为 3.7 nm.使用传统铸铁盘对金刚石进行摩擦化学抛光,通过对比磨损参数发现,Ni-W合金盘能够达到更好的抛光效果.

    金刚石Ni-W合金镀层内应力摩擦化学抛光

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    陶瓷磨削用多层钎焊金刚石砂轮的研制

    周颢肖冰周立永王溯...
    50-56页
    查看更多>>摘要：为解决传统树脂、电镀金刚石砂轮磨削陶瓷材料时存在的磨削寿命短、砂轮易堵塞烧伤等问题,分析利用钎焊金刚石技术制备陶瓷磨削用多层钎焊金刚石砂轮的可行性.结合钎料组分优选,制备具有开槽结构的多层钎焊金刚石砂轮,并对 99.9%高纯度的Al2O3 陶瓷进行磨削性能试验.结果表明:树脂、电镀金刚石砂轮分别存在磨削效率低和磨削寿命不足的问题,单层钎焊金刚石砂轮磨削效率较高但磨削寿命有限,多层钎焊金刚石在保持高磨削效率的同时磨削寿命优势明显,较单层钎焊金刚石磨轮提升约 60%.在陶瓷材料磨削过程中,多层钎焊金刚石砂轮磨削效果显著,虽磨粒出露高度有限,但开槽设计的排屑效果显著,砂轮表面不易发生陶瓷粉末黏结、堵塞.

    陶瓷磨削钎焊金刚石多层砂轮磨削效率

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    基于离散元法的磁性磨粒干压成型工艺参数优化

    崔子含高慧敏陈燕程海东...
    57-65页
    查看更多>>摘要：为探究磁性磨粒坯体压制阶段的各工艺参数对其成型质量的影响,优化磁性磨粒的烧结法制备参数,制备出质量优良的磁性磨粒,以铁基氧化铝磁性磨粒为研究对象,建立磁性磨粒干压成型的离散元模型.通过改变压制力、压制方式、摩擦系数、模具高径比等工艺参数,探究其对磁性磨粒坯体成型质量的影响,并实现压制过程中工艺参数的优化.结果表明:压制力越大,坯体孔隙率越小,但压制力过大,坯体外表面产生裂痕,影响坯体表面形貌的完整性,故宜选择 75～125 MPa的压制力;双向压制得到的坯体密度更均匀、力学性能更好;模具的高径比越大,坯体的孔隙率相对较大,坯体的轴向应力相对较小;磨料颗粒间摩擦系数及侧壁与磨料颗粒之间的摩擦系数越小,坯体的孔隙率越小、致密度越好,坯体的均匀性也越好.在磁性磨粒混合阶段加入适量润滑液,可适当减小磨料颗粒间及颗粒与模具侧壁间的摩擦系数,进而提高磨粒坯体质量.

    磁性磨料烧结法孔隙率成坯质量

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    18CrNiMo7-6钢发射率值标定及外圆磨削温度研究

    王栋赵睿张志鹏张银霞...
    66-72页
    查看更多>>摘要：为研究齿轮钢外圆横向磨削过程中工件温度受加工参数变化的影响,以 18CrNiMo7-6齿轮钢作为工件材料,CBN砂轮作为磨具进行试验,使用红外热像仪对磨削过程温度进行检测.提出一种增设气幕装置的热辐射发射率值标定方案,通过气幕生成的高速气流减缓外界空气进入加热炉,防止标定过程中试样被氧化,保证高温条件下标定得到的发射率值的准确度;依据检测结果,分析工件转速vw、工件每转的磨削深度fa、砂轮磨粒粒度dg、砂轮直径ds和磨削宽度b对温度的影响.结果表明:fa对温度变化影响最显著.通过拟合得到磨削温度与试验参数间的经验公式,其误差为 9.27%.将磨削温度的试验测量结果与运用移动热源理论、瑞利分布模型和干式磨削热分配比模型进行理论推导的结果作对比,偏差为8.51%.

    红外测温热辐射发射率CBN砂轮温度预测模型瑞利分布模型

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    基于EMD分量与小波包能量熵的轧辊磨削颤振在线预测

    朱欢欢迟玉伦张梦梦熊力...
    73-84页
    查看更多>>摘要：针对轧辊磨削颤振时的时频域单一处理方法存在部分特征丢失的问题,提出了时频域相结合的方法对信号进行特征处理,并利用智能算法实现轧辊磨削颤振的在线预测.首先,利用经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)方法对振动传感器信号进行分解获得各固有模态函数(intrinsic mode function,IMF),剔除"虚假分量"后计算表征轧辊磨削颤振的时域特征.然后,利用小波包能量熵对声发射传感器信号求解频率段节点能量熵值,获得表征轧辊磨削颤振的频域特征.最后,将上述时频域特征降维后代入智能算法模型实现对轧辊磨削加工的在线预测.结果表明:LV-SVM模型的磨削颤振分类平均准确率达92.75%,模型平均响应时间为 0.776 5 s;验证了时频域特性的EMD和小波包能量熵方法的LV-SVM在线预测轧辊磨削颤振的有效性.

    轧辊磨削颤振EMD分解固有模态函数小波包能量熵最小二乘支持向量机

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