石墨形态对青铜结合剂磨具性能的影响_工程技术论文 摘要：本文通过对普通石墨、表层镀覆不同含量的石墨等材料的加入，利用真空热压的工艺，对在金刚石磨具中加入石墨的形式不同时对磨具力学性能的影响进行了实验和分析通过实验发现，金刚石磨具中随着纯石墨加入量的增加，磨具的硬度和抗折强度均会降低；而加入表面镀铜的石墨的金刚石磨具的硬度、抗折强度比加入纯石墨的磨具的硬度、抗折强度大且石墨镀铜的铜含量越高，磨具硬度、抗折强度越大 关键词：石墨 青铜结合剂 磨具 引言 石墨作为青铜结合剂磨具一种调节磨具磨削性能的非金属材料，具有造孔、润滑和吸氧的作用, 可以有效的防止金属结合剂磨具钝化、锋利性差及减轻磨削堵塞问题但随着石墨含量的增加也出现一些负作用，最明显的是磨具的硬度与强度下降如何在保证磨具磨削性能稳定的情况下合理使用石墨成分是在磨具生产中要思考的问题为此，我们通过使用普通石墨粉末和表面通过镀铜的石墨两种类型、三种不同原材料的加入对磨具的影响进行了实验研究 一、实验设备与仪器 实验中所用设备主要有RYJ-2000K型真空热压机、HR150洛氏硬度计、WDW-S5液晶显示电子拉力试验机。
二、实验过程 实验试样规格：40×5×5 实验原材料：Cu粉、Sn粉、石墨粉、50%增重镀铜石墨、60%增重镀铜石墨、金刚石 实验工艺：原材料(各种金属粉末、非金属粉末及金刚石)——配混料——真空热压——试样性能检测 热压工艺制度：热压最高温度为680 ℃,热压压力为5 MPa,保温5 min最高温度之前的热压压力为2MPa, 中途550℃时热压压力3.5MPa，保温2min,设定第0阶段温度变化速率100℃/min，其它阶段温度变化速率50℃/min，具体参数见表1所示 表1 热压工艺参数表 阶段 温度(℃) 压力(MPa) 保温时间(min) 0 420 2 0.1 1 550 3.5 2 2 680 5 5 3 400 2 4 4 0 0 0.1 三、实验结果与分析 图1 和图2分别是不同种类的石墨在含量不同时对试样抗折强度和硬度的影响变化规律从图发现，石墨含量的增加都会不同程度地降低试样的强度与硬度，但镀覆铜的石墨降低幅度变小，用降幅随含铜量的增加而减小，其间的差距加大 图1与图2的这种变化关系很显然是因为石墨在青铜结合剂中与主金属铜的烧结性很差，所以含量增加对其硬度和强度都会影响并降低。
但当使用镀铜石墨后，由于镀铜本身形成了与石墨的较强的结合，又能表层镀铜和青铜结合剂可以实现金属与金属之间的烧结，故性能降低的幅度明显减小，有利于磨具磨削性能和使用速度的提高(图3) 四、 结论 (1)在青铜结合剂中加入同种类型石墨,随着石墨加入量的增加,金刚石磨具的硬度与抗折强度均会下降; (2)在青铜结合剂中加入相同含量的石墨,加入表面经过镀覆处理的石墨与加入普通石墨相比，能很好的提高金刚石磨具的硬度与抗折强度，且镀覆金属含量越高，金刚石磨具的硬度与抗折强度提高越显著; (3)在青铜结合剂中添加镀覆的石墨，能减缓磨具硬度、抗折强度随石墨加入量的增加而降低的趋势，加入镀覆石墨能很好的改善磨具的相关力学使用性能 参考文献 [1]王秦生.金刚石烧结制品[M].北京：中国标准出版社,2002,83 [2]左宏森,关春龙.造孔剂对金属结合剂金刚石磨具力学性能的影响[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2009 (10)：82～85 [3]任强富，贾 瑛.膨胀石墨表面化学镀镍及性能[J].应用化学,2009(4)：495～ 497 [4]杨志红，罗时顺.石墨的表面改性方法研究[J].中国非金属矿工业导刊，2006(8)：14～16 。