刘世敏[1]2003年在《金刚石表面金属化及在锯片中的应用》文中研究指明金刚石工具是金刚石颗粒与金属粉混合烧结而成的一种特殊的复合材料。然而金刚石属于非金属材料，它与金属(或合金)之间的界面能很高，使得绝大多数单质金属或合金都难以有效地润湿金刚石，致使在应用过程中，金刚石过早脱落，造成金刚石的利用率很低，严重影响金刚石工具的使用寿命。解决金刚石的过早脱落是当前金刚石工具的重点研究课题之一。本课题就是运用金刚石表面金属化的方法试图解决这一难题。 本文通过大量的热力学和动力学计算，反复修改镀液成分与施镀工艺，成功地配制了化学镀溶液。成功地实现了金刚石表面金属化的叁种实验工艺：化学镀Ni、真空微蒸发镀Ti、Ti-Ni复合镀。镀后的金刚石表面均被包裹了一层金属。利用扫描电镜观察了镀层和金刚石的界面结构，用X射线衍射进行了物相分析。结果发现：Ni/金刚石之间的结合属于机械结合，并发现有缝隙存在；真空微蒸发镀Ti和Ti-Ni复合镀的镀层与金刚石之间结合较为致密，界面之间有TiC或TiNi化合物生成，镀层与金刚石之间的结合力是化学结合力。 将表面金属化的叁种镀膜金刚石应用到锯片中，观察了切割后刀头的表面形貌，磨损状况。研究了金刚石的脱落率、把持力。结果表明：镀膜金刚石锯片的性能指标均比未镀膜金刚石的锯片的要高，但解决金刚石脱落的最佳方案是应用Ti-Ni复合镀的金刚石。锯片的使用效果很好，受到用户好评。本研究课题为提高锯片的性能价格比提供了简单可行的参考依据。
宋立明[2]2012年在《磨料有序排布多层钎焊金刚石锯片的基础研究》文中认为本文在总结了钎焊工艺和烧结工艺的基础上，以镍基钎料钎焊金刚石形成金刚石表面金属化为切入点，成功研制出具有钎焊效果的多层烧结金刚石锯片，探讨了金刚石可控钎焊的基础理论及预钎焊金刚石与胎体之间的作用行为。本文主要的研究内容有：（1）借助扫描电子显微镜对不同混合钎料钎焊金刚石的微观形貌进行观察，分析了不同金属粉末对钎料及钎焊金刚石造成的影响，优选了一种钎料稀释剂合金A，在保证金刚石强度的前提下成功实现钎焊金刚石表面金属化。（2）总结了花岗岩金刚石锯片的一些经验规律，以钎焊金刚石为磨粒，成功制得了具有钎焊效果的金刚石烧结锯片。借助扫描电子显微镜观测钎焊金刚石锯片刀头微观形貌并进行线扫描分析，发现胎体通过金刚石表面钎焊层的作用，在金刚石与胎体之间形成冶金化学结合，提高了胎体对金刚石的把持力。（3）建立正交试验，制作9种不同锯片，以锯片切割石材速度为指标，确定了钎焊金刚石表面的合理钎焊浓度。（4）以上述正交试验确定的钎焊金刚石、镀钛金刚石和无镀覆金刚石制成Φ350mm的金刚石锯片，进行切割花岗岩板材试验，验证了钎焊金刚石金属化的优点；以磨料有序和无序锯片做切割对比试验，验证了金刚石有序化的优点。
李远[3]2004年在《花岗石超大切深锯切机理与技术研究》文中研究指明在花岗石板材的生产过程中，切割加工是一道关键工序，不仅关系到本工序的加工成本和效率，还关系到后续加工工序的效率和质量。使用金刚石工具的锯切加工是石材切割的最主要方式，也是消耗人造金刚石最多的工业领域。相对于早期的加工技术，金刚石圆锯片切割无论在降低加工成本还是提高加工效率方面都有了革命性的变化。但是，这种革命性的含义似乎更多地体现在大理石的加工上。对于花岗石特别是硬质花岗石，所能达到的极限锯切的深度远远低于大理石锯切。 本文在深入剖析花岗石锯切加工技术现状以及存在问题的基础上，全面探讨了大切深条件下花岗石的锯切机理，设计制造了新型超短齿结构的金刚石锯片，实现了花岗石的超大切深锯切。论文的主要研究工作概括如下： 1、制备了常规结构的铁基金属结合剂金刚石锯片，建立了大切深锯切实验及测试平台，对大切深锯切过程中的锯切功率和锯切力以及锯片磨损过程中金刚石节块表面磨粒的磨损状态和出刃高度等进行跟踪测量。 2、探讨了大切深锯切花岗石过程机理，建立了锯切载荷模型，统计分析了磨粒磨损状态及其出刃高度对锯切载荷的影响情况。 3、利用有限单元法对锯切过程中锯片承受的应力分布状况进行分析，通过模态和屈曲分析，了解锯片厚度、转速、夹紧比和直径对锯切动态特性的影响。 4、基于上述分析，研制了一种新型结构超短齿金刚石圆锯片，并进行锯切实验以揭示其锯切性能以及锯切参数的变化对其性能的影响。 通过实验研究和理论分析，本论文取得的主要成果和结论有： 1、经断口分析、锯切实验及锯切后节块表面磨粒状态观测表明，选用合适的铁基金属结合剂配方和表面金属化的高品级金刚石磨料制备的锯片节块完全能满足大切深锯切的要求，并实现了120mm锯切深度的大切深锯切实验。 2、锯切过程中锯片承受的总锯切力和单颗金刚石磨粒承受的平均载荷都随着锯切深度a_p或进给速度v_f的增大而增大；锯切深度a_p对总锯切载荷的影响程度比进给速度v_f大。而对于单颗磨粒平均承受的载荷，v_f对其的影响要比a_p大。固定a_p和v_f锯切花岗石时，在不引起锯片振动增加的情况下，锯切载荷随着锯片圆周线速度v_s的增大而减小。 3、锯切能量主要消耗在锯片与锯屑的摩擦以及与花岗石的划擦上。锯切切向力F_t与单颗金刚石耕犁的两侧面面积A_g、锯切法向力F_n与锯切弧区内法向接触应力σ_n，都有着较好的对应关系，在此基础上推导建立的锯切力模型与实验数据吻合较好。花岗石超大切深锯切机理与技术研究 4、首次将金刚石磨损状态细分成12种状态，通过金刚石节块工作表面状态对锯切力影响程度的量化分析表明，磨粒的平均出刃高度与锯切力呈负相关关系，出刃高度越大，锯切力越小。节块工作表面上完整、微破碎和磨平面较小的金刚石磨粒所占的比例越多，锯片也就越锋利，锯切力越小;而宏观破碎、磨平面较大和脱落的磨粒所占的比例越多，则锯片越钝，锯切力也越大。 5、锯切弧区内锯切载荷可以认为基本上是按叁角形规律分布的。有限元分析发现，锯切弧区内由于不同位置的金刚石的切削厚度的不同以及冷却水槽的存在，金刚石节块表面前后端承受的载荷存在梯度，而且随着节块长度的增大而增大。通过有限单元法对锯片进行动力学分析发现，锯片的固有频率和临界载荷都随着锯片厚度、转速和夹紧比的增大而增大，随着锯片直径的增大而减小。 6、新型短齿结构锯片可以减小锯切弧区内金刚石节块前后端的应力梯度，还有利于将冷却液导入锯切弧区，提高锯片在锯切弧区内的容屑和排屑能力，降低锯片与锯屑在锯切弧区内的摩擦作用，减少磨耗，从而降低大切深锯切花岗石时锯片承受的载荷。 7、采用超薄锯片进行花岗石锯切可以大量地节约原材料和能源的消耗，但是随着锯片厚度的减小，锯片的固有频率和临界载荷急剧减小。通过在距离锯片临界转速一定范围内增大锯片转速和在现场工艺条件允许的情况下增大夹紧比等方法提高锯片的刚度，以及采用不等距断续槽降低激振频率的手段，都有望改善锯片的振动特性。但是圆周线速度越高，功耗也增大，冷却液进入锯切弧区的难度也增加。因此，需要提出更加有效的冷却和润滑技术。
朱永伟[4]2002年在《金刚石锯片的组织结构及锯切力学分析》文中研究说明本文从影响金刚石锯片性能的若干因素(金刚石与胎体之间的结合强度、锯切过程中金刚石的受力及失效等问题)着手，比较深入地研究了金刚石与其表面镀钛层、钛与胎体的作用规律，揭示了镀钛金刚石的四层结构模型；借鉴复合材料的强度公式，提出了计算金刚石节块抗弯强度的公式；运用定量金相学的基本原理，提出了计算锯切弧区内参与切割过程的金刚石工作刃数量的数学模型；提出了锯片中金刚石参数的设计准则，比较详细地分析了锯片中金刚石失效的原因，主要工作包括： 1．通过镀钛金刚石的X-Ray衍射图谱，钛板与胎体之间扩散层的扫描电镜分析及各种金刚石的失重分析，研究了金刚石表面镀钛对金刚石锯片性能的影响。从理论上分析了金刚石表面镀钛工艺及随后的热压工艺，对金刚石表面钛层及其与胎体之间相互作用的影响，提出了镀钛金刚石的四层结构模型，借用复合材料的强度公式，定量地描述了金刚石节块的抗弯强度与金刚石添加量及表面处理之间的关系，在此基础上，比较了化学复合镀镍和铜与添加混合稀土对锯片性能的影响。 2．用正交试验，揭示了铁、WC、铝、混合稀土、镍含量、金刚石粒度以及烧结温度和保温时间等参数对金刚石节块叁点弯曲强度和切割性能的影响规律，从中优化出了一些适合Cu-10Sn基胎体的配方和烧结工艺，通过扫描电镜对锯片节块表面形貌的分析，分析了锯片性能差异产生的根源，并找到了胎体硬度与锯片寿命之间的对应关系。 3．对锯切弧区内参与切割过程的金刚石切削刃数量进行了建模计算，得出了目前为止较为精确的工作刃数量的计算公式，为分析金刚石磨粒的真实受力提供了依据，从金刚石的静压强度角度出发，提出了锯片中金刚石叁参数的设计准则，从锯片中金刚石的突出高度与磨粒的平均切入深度这一角度出发，系统地阐述了混装金刚石的工作原理，并分析了锯切工艺对砂浆浓度的影响。 4．用压电晶体测力仪和功率测量仪测量了金刚石锯片在锯切603#花岗岩时的受力及功率状况，从理论上探讨了F_x小于零所需的临界α角(或临界切深A_p)与锯切过程中摩擦系数的关系，并对金刚石磨粒的主要失效机制进行了分析。 5．通过不同胎体的硬度、密度及叁点弯曲强度测试和X-Ray衍射相分析，研究了部分预合金化对胎体烧结致密的动力学过程及合金均匀化过程的影响规律，从扩散等理论出发，分析了部分预合金化的作用机制。 6．就福建603#花岗岩为例，提出了金刚石锯片的优化设计步骤及准则，优中南大学博士学位论文化设计后的锯片性能全面超过某商用锯片。
吴玉会[5]2004年在《稀土元素在金刚石工具中的应用及作用机理》文中研究指明金刚石工具作为一种特殊的复合材料，包镶金刚石颗粒的胎体材料的性能是影响工具性能的关键因素之一。本研究以热压烧结金刚石工具(胎体)材料为研究对象，在切割花岗岩锯片胎体中分别添加富镧稀土-Ni合金粉、混合稀土-Ni合金粉和CeO_2，在切割玻璃水晶锯片中添加Al-Ce合金粉，在全面提高金刚石工具(胎体)材料性能上均获得了成功。 通过分析稀土元素参与金属胎体／金刚石复合材料界面反应的热力学条件及微观作用机理，指出在本试验烧结条件下，稀土元素参与反应的热力学条件已得到满足，可还原金属颗粒表面的氧化物薄膜，并可直接与金刚石反应。 本文对稀土材料的添加形态和添加量等一系列问题进行了研究，并进行了优化。本研究以添加稀土-Ni合金粉的胎体配方为重点，试验结果表明添加适量的稀土-Ni合金粉可显着提高金刚石复合材料的磨损性能，而CeO_2有使降低磨损性能降低的趋势。与未添加稀土元素的金刚石工具(胎体)材料相比，添加0.8～1.0％稀土-Ni合金粉时，抗弯强度提高了32％以上，硬度提高了13％以上，孔隙率减少到0.52％。 通过扫描电镜，能谱分析和X射线物相分析、比较和归纳，发现加入适量的稀土-Ni合金粉，使胎体中的氧化物颗粒细小、弥散；在添加稀土合金粉的胎体中，稀土向Ti富集并向金刚石与金属基体界面偏聚。经X射线衍射分析发现，合金粉中的活性La、Ce能够还原Ti颗粒表面的氧化物薄膜，提高了Ti的活性，从而促进了Ti和金刚石的反应。证实了稀土对胎体材料具有催化活化、弥散强化和净化金刚石与金属基体界面等作用，这些机理的综合作用导致了胎体材料综合性能的提高。 通过厂家切割试验证明，添加适量稀土-Ni合金的金刚石锯片，切割速度和使用寿命均比未加稀土的锯片有很大的提高；加入适量CeO_2能降低胎体的粘滞性，适宜切割研磨性较弱的石材。在切割玻璃、水晶的锯片胎体中添加Al-Ce，也取得了很好的效果，实验成果已被厂家用于实际生产。本次课题设计为提高锯片的性能价格比提供了简单可行的参考依据。
戴秋莲[6]2003年在《稀土添加剂对铁基金刚石复合材料性能影响的研究》文中进行了进一步梳理在把石材由荒料加工成为成品的整个过程中，锯切是非常重要的一个环节。作为锯切工具的金刚石圆锯片，其性能的好坏是决定石材加工成本和效率的关键。由于金刚石圆锯片的锯切是通过固结在金属胎体中的金刚石磨粒来实现，因此，金属胎体能否有效地把持金刚石磨粒，使其充分发挥切削作用，将直接决定锯片的切削性能和使用寿命。然而，由于大多数金属胎体不能实现对金刚石磨粒的有效粘结，造成锯片使用过程中金刚石磨粒的过早脱落，导致金刚石锯片成本增加、加工效率降低。因此，改善和提高金属胎体对金刚石的粘结性能是金刚石工具研究中急需解决的重要课题。 在众多的金刚石胎体材料中，铁基胎体材料由于具有资源和价格上的显着优势，近年来在金刚石圆锯片中的应用受到广泛重视。但是铁粉很容易氧化，粉末表面活性降低，妨碍烧结过程的充分进行，使实际烧结过程难以达到理想的烧结程度。而且在高温下，铁粉会对金刚石产生较严重的化学侵蚀，这两方面的原因都会影响结合剂本身的力学性能及其对金刚石的有效把持，导致锯切过程中结合剂耐磨性差，金刚石容易脱落，使锯片寿命缩短。本文针对这些问题，利用稀土元素独特的物理化学性能，研究稀土元素改善铁基金刚石复合材料性能的微观机制，并对作为强碳化物形成元素而广为使用的TiH_2在铁基胎体及金刚石复合材料中的作用进行评价，把研究稀土元素的影响与强碳化物形成元素Ti的影响相结合。论文系统地研究了不同稀土种类、稀土添加量、TiH_2和烧结温度对铁基胎体和金刚石复合材料性能的影响及微观机制。全文的主要研究内容概括如下： 1．采用正交试验和方差分析系统地研究稀土种类、添加量和烧结温度对含TiH_2和不含TiH_2条件下铁基胎体和金刚石复合材料力学性能的影响。比较上述因素的影响程度，优选出最佳烧结温度、最合适的稀土种类及添加量。 2．采用光学显微镜、扫描电镜和X-Ray衍射仪，进行显微组织观察、断口分析、能谱分析、衍射谱分析等，研究稀土元素和TiH_2在不同烧结温度下对铁基胎体和金刚石复合材料力学性能影响的微观机制。 3．制造含不同添加剂的铁基金刚石锯片，进行花岗石锯切实验，测定锯切功率、锯切力和锯片的耐磨度，并用扫描电镜观察节块工作面上金刚石磨粒和金属胎体的磨损形貌及金属胎体和金刚石界面结合状况，综合评价不同添加剂对锯切性能的改性效果。 本文取得的主要研究成果如下： 1．证实稀土元素不仅能提高铁基胎体和金刚石复合材料的力学性能，而且可以降低烧结温度，扩大烧结温度范围，这对实际生产中保证金刚石节块的性能是非常有利的。 2．在研究的叁种稀土添加剂中，稀土以混合稀土形态或以中间化合物形态或以氧化物形态加入，对提高铁基胎体和金刚石复合材料力学性能的作用效果没有明显的差别，以混合稀土形态加入略好。 3．微观分析结果证实稀土元素的改性机制是：活化烧结过程，使烧结过程加快；降低孔隙率；细化晶粒；减少金刚石的石墨化和铁粉的氧化；促使胎体金属和金刚石之间产生化学结合，生成Fe_3C，提高胎体对金刚石的把持力。 4．研究结果表明添加TiH_2不仅不能提高金属胎体和金刚石的粘结强度，反而降低 稀土添加剂对铁基金刚石复合材料性能影响的研究了铁基胎体和金刚石复合材料的力学性能，尤其是抗弯强度和冲击韧性大大降低。其原因是铁基中的Ti不与金刚石产生化学结合生成TIC，而是Ti优先与氧反应生成n ）生成的钛的化合物粗大、硬度高，对基体起割裂作用，而且TIHZ的加入，使胎体的孔隙率增加。 5．通过花岗石锯切实验，进一步证实添加微量的稀土元素可以大大降低锯切力和提高锯片的耐磨度，而添加卫HZ则降低锯片的耐磨度。
王焕新[7]2001年在《Ti镀层对金刚石力学性能的影响》文中进行了进一步梳理本文利用测定金刚石强度（抗压强度、冲击韧性），SEM和体视显微镜观察等方法，主要研究了真空微蒸发镀Ti层对金刚石力学性能的影响，及金刚石冲击性能与实际工具中颗粒破坏形态的相关性，为金刚石的合理选用、提高工具的效率和使用寿命提供可靠的理论和实际依据。 结果表明，真空微蒸发镀Ti层由于表面强化使金刚石抗压强度提高，最多时可使金刚石原始强度提高27.5％；而由于冲击韧性对金刚石内部结构较敏感，因此，Ti镀层对其基本没有影响。 首次提出用筛分法把冲击后的金刚石划分为未破碎、微破碎和完全破碎叁种类型，与金刚石颗粒在实际工具中的完好、小块破碎、大块破碎形态相对应，利用模拟法寻求实际工具中金刚石颗粒的最佳受力状态。结果表明，每种金刚石都存在一最佳工作状态，即金刚石的未破碎率和微破碎率接近于1：1时所对应的受力状态，在此条件下金刚石工具的工作寿命、切削效率与自锐性达到最佳。 通过对实际金刚石锯片中磨粒的破坏形态观察发现，金刚石表面镀Ti后各破坏形态所占比例发生变化，脱落率降低，由原来的55％左右降到10％，完好率和小块破碎率相应增加，使工具的寿命和使用效率较未镀Ti金刚石工具大幅度提高。
李文杰[8]2014年在《铜基预钎焊金刚石锯片的研制及其加工性能研究》文中指出金刚石锯片是目前消耗量最多的金刚石工具。现阶段一般采用烧结工艺制造较大尺寸的金刚石锯片。此种工艺下，金刚石只是简单的被机械包埋在金属胎体中，在切割过程中金刚石容易脱落，造成锯片锋利度下降、寿命短等缺陷。钎焊技术虽然可以实现金刚石与钎料之间的化学结合，实现对金刚石的高把持力，但是，受到钎焊工艺过程本身的限制，目前的应用仅局限于单层金刚石磨料工具的制造。本文借鉴钎焊技术实现金刚石表面的金属化，以此种金刚石为磨粒成功研制出具有多层钎焊效果的金刚石烧结锯片。本文研究的主要内容有：（1）开发出一套金刚石磨粒表面铜基钎料预钎焊处理工艺，成功实现了Cu-Sn-Ti钎料对金刚石磨粒的预钎焊。与常规金刚石相比，预钎焊金刚石磨粒的静压强度和冲击韧性下降很小；（2）利用扫描电镜分析了预钎焊金刚石磨粒的界面微观结构以及热损伤，发现预钎焊金刚石磨粒界面存在元素富集偏聚现象，形成化学结合界面，Cu-Sn-Ti钎料对金刚石的热损伤较小；（3）利用扫描电镜分析预钎焊金刚石磨粒与胎体的结合界面，发现预钎焊金刚石磨粒与胎体金属结合致密，预钎焊金刚石磨粒与胎体之间界面存在元素扩散现象，形成化学冶金结合，从而大幅度提高了胎体对金刚石磨粒的把持强度；（4）利用常规金刚石、镀钛金刚石和预钎焊金刚石分别制作了350mm金刚石锯片，并进行对比切割试验，发现预钎焊金刚石锯片在锋利度和寿命上都优于镀钛金刚石锯片和常规金刚石锯片，而且在重负荷加工条件下这种优势更加明显。
高涛[9]2004年在《表面处理金刚石在光固化树脂结合剂磨具中的应用研究》文中研究指明采用光敏树脂作为结合剂制作金刚石薄型锯片是一种全新的磨具洁净和快速生产工艺。本文通过对金刚石磨粒和光固化树脂结合剂之间的结合机理研究，首次在光固化树脂结合剂砂轮中引进表面镀覆的金刚石磨料，研究结果表明，不同的表面处理金刚石对磨具的强度和弹性模量产生显着影响。对多种硬脆性材料的切割试验证实了在光固化树脂结合剂砂轮中采用镀镍金刚石磨料可以显着提高砂轮的加工效率和使用寿命。 第一章首先综述了硬脆材料加工领域和光固化技术的研究现状，并简单介绍了本课题的研究背景，在此基础上提出了本论文的研究内容以及研究意义。 第二章阐述了光固化树脂结合剂磨具的相关理论研究。首先通过分析找出适合光固化树脂结合剂磨具的理论依据；然后研究磨具的磨损机理，进一步找出改善金刚石磨粒脱落的措施；最后介绍了金刚石表面处理的研究与应用。 第叁章通过对不同方案的比较确定本课题的研究方案，在完成试验所需设备的准备的基础上制定了详细的试验步骤和对试件的后处理工艺。 第四章主要讨论了在对金刚石磨粒进行了表面处理后对树脂结合剂磨具的物理性能的影响。通过采用9种不同金刚石磨料制作拉伸试件进行拉伸试验，并对试件进行了扫描电镜(SEM)分析，比较了不同表面处理金刚石对磨具拉伸强度和弹性模量的影响。 第五章介绍了采用光固化树脂结合剂锯片对不同材料所做的切割试验。分别比较不同浓度的锯片在切割试验时的磨损量的变化以及不同金刚石磨料对锯片切割性能的影响，得出采用镀镍金刚石磨料制作的锯片其切割效率更高，耐磨性更好。 第六章概括了全文的主要结论，并在此基础上对理论上和技术上所要做的工作做了进一步展望。
王艳辉[10]2002年在《金刚石磨料表面镀钛层的制备、结构、性能及应用》文中提出金刚石表面金属化可以实现金刚石与许多材料之间的结合，在金刚石表面镀覆金属钛是使金刚石表面金属化的重要手段。传统的物理和化学气相沉积难以对颗粒状的金刚石磨料进行大批量镀覆。本文采用将金刚石颗粒、叁氯化钛和氢化钛粉末混合物在真空环境下加热的方法，在金刚石表面形成均匀的镀钛(碳化钛)层，我们称这种方法为“真空微蒸发镀覆”。试验表明，该方法由于在每个金刚石颗粒周围形成了均一的气相环境，特别适合于颗粒状的金刚石磨料的大批量工业化生产。通过热力学分析，研究了该反应体系的叁氯化钛平衡蒸气压、氢化钛分解温度和碳化钛层形成温度与环境温度及压力(真空度)的关系。结果表明：在真空微蒸发镀覆温度范围(923～1073K)内，TiCl_3(s)的饱和蒸气压远高于反应室的压力(1～10Pa)，可保证TiCl_3以气体形式参与反应；氢化钛分解反应和碳化钛形成反应的吉布斯函数变化小于零，上述反应正向进行，即在真空微蒸发镀覆过程中可形成碳化钛镀层，获得理想的镀层结构。根据镀层厚度与镀覆温度和时间的关系，得出碳化钛形成的激活能为94±7kJ／mol。通过AFM、SEM和TEM等分析方法，研究了镀钛(碳化钛)层的结构特征；采用X射线衍射分析了973～1123 K范围镀覆的镀钛金刚石的物相变化和碳化钛点阵常数变化规律。发现随着镀覆温度提高，镀层中碳化钛的含量增加，碳化钛的平均C／Ti原子比提高，并逐渐趋近符合化学计量。用X射线小角掠射分析了镀层深度层次上的物相变化规律，镀层由内向外，生成的TiC的C／Ti原子比逐渐减小，形成金刚石-TiC-Ti的结构。在大单晶金刚石(100)表面形成的TiC具有(100)的择优取向。TEM直接观察了镀层TiC在纳米金刚石的孪晶及位错上的生长。测定真空微蒸发镀钛前后金刚石的强度及热稳定性，结果表明金刚石在973～1023K温度下镀钛后，其抗压载荷均有不同幅度的提高，增幅最大可达20％，磁性包裹体含量增加，抗压载荷增幅减小。镀覆温度高于1073K，镀钛后金刚石的抗压载荷有不同程度的下降。镀钛层与金刚石之间的结合强度随镀覆温度提高而增加，经1023～1073K、1h真空微蒸发镀钛后，界面结合强度高于150MPa。镀覆温度高于1073K，界面结合强度降低，因此真空微蒸发镀覆最佳镀覆温度选择在1023～1073K。由于镀层的保护作用，镀钛金刚石的热稳定性提高，在空气中的起始氧化温度为1230K，明显高于未镀覆金刚石。对热压烧结的金属结合剂金刚石烧结体的抗折强度试验结果表明，镀钛比未镀一 燕山大学工学博士学位论文 一 覆金刚石烧结体的抗折强度明显提高，根据复合材料抗折强度公式计算得出镀钛层 使金刚石与结合剂之间的结合强度提高达 149 MPa。镀覆温度为 1023叶 K时， 镀层／结合剂界面结合强度较高。 镀钛金刚石工具工业应用结果表明，镀钛使金刚石锯片工作面上脱落的金刚石 减少，完好和微破碎形态的金刚石增加；金刚石颗粒的出露高度增加；金刚石存留 强度增加；工具寿命提高。采用镀钛金刚石可以应用价格低廉的铁基结合剂；减少 金刚石含量；采用细粒度金刚石，使得工具制造成本大幅度下降。
参考文献：
[1]. 金刚石表面金属化及在锯片中的应用[D]. 刘世敏. 河北工业大学. 2003
[2]. 磨料有序排布多层钎焊金刚石锯片的基础研究[D]. 宋立明. 南京航空航天大学. 2012
[3]. 花岗石超大切深锯切机理与技术研究[D]. 李远. 华侨大学. 2004
[4]. 金刚石锯片的组织结构及锯切力学分析[D]. 朱永伟. 中南大学. 2002
[5]. 稀土元素在金刚石工具中的应用及作用机理[D]. 吴玉会. 河北工业大学. 2004
[6]. 稀土添加剂对铁基金刚石复合材料性能影响的研究[D]. 戴秋莲. 华侨大学. 2003
[7]. Ti镀层对金刚石力学性能的影响[D]. 王焕新. 燕山大学. 2001
[8]. 铜基预钎焊金刚石锯片的研制及其加工性能研究[D]. 李文杰. 南京航空航天大学. 2014
[9]. 表面处理金刚石在光固化树脂结合剂磨具中的应用研究[D]. 高涛. 浙江工业大学. 2004
[10]. 金刚石磨料表面镀钛层的制备、结构、性能及应用[D]. 王艳辉. 燕山大学. 2002
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