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Gd改性Ni-Cr钎料钎焊金刚石组织和性能研究
1
作者 徐东 金天 +1 位作者 王朋波 程战 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第19期177-181,共5页
本研究旨在减少钎焊金刚石的热损伤,提高钎焊金刚石的力学性能。采用Gd改性的Ni-Cr合金钎料,在1080℃保温5 min对金刚石进行真空感应钎焊试验,并利用SEM、EDS及XRD对钎料的微观组织和金刚石焊后界面微结构进行测试分析。结果表明,Gd的... 本研究旨在减少钎焊金刚石的热损伤,提高钎焊金刚石的力学性能。采用Gd改性的Ni-Cr合金钎料,在1080℃保温5 min对金刚石进行真空感应钎焊试验,并利用SEM、EDS及XRD对钎料的微观组织和金刚石焊后界面微结构进行测试分析。结果表明,Gd的添加提高了Ni-Cr合金钎料的力学性能,钎料中生成了两种新的稀土化合物(Gd_(2)Ni_(17)和GdNi_(5))。添加适量的Gd可提高金刚石的出露度,且钎焊接头中生成的新型Gd_(2)Ni_(17)化合物有利于减少钎焊金刚石的热损伤。此外,当Gd的添加量为0.8%时,金刚石的暴露量达到其自身高度的62.1%,力学性能测试证实使用该钎料钎焊的金刚石的静压强度和磨削性能高于使用纯镍铬合金钎焊的钻石。 展开更多
关键词 钎焊金刚石 ni-cr钎料 磨削性能 热损伤
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Ni-Cr钎料钎焊金刚石界面强化的第一性原理计算与试验研究
2
作者 张健 肖昂 +3 位作者 张澳 刘俊艺 张明军 彭平 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第18期228-238,共11页
采用第一性原理计算方法,系统研究强碳化物形成元素X(X=Mn、Ti、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W)掺杂的Ni-Cr钎料钎焊金刚石界面微观作用行为及机理,并通过钎焊金刚石试验对计算结果进行验证。嵌入能、界面分离功及界面能的计算结果表明,强... 采用第一性原理计算方法,系统研究强碳化物形成元素X(X=Mn、Ti、V、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W)掺杂的Ni-Cr钎料钎焊金刚石界面微观作用行为及机理,并通过钎焊金刚石试验对计算结果进行验证。嵌入能、界面分离功及界面能的计算结果表明,强碳化物形成元素X均倾向于在Ni-Cr钎料与金刚石的界面处偏析,并且不同程度地增强Ni-Cr钎料与金刚石的界面结合强度与稳定性,其中,Hf、Ta、Zr、Nb、W的强化效果尤为明显;电子结构分析表明,强碳化物形成元素X的掺杂可促进Ni-Cr钎料中的Cr原子与金刚石中的C原子成键,有效改善Ni-Cr钎料对金刚石的润湿性,同时还削弱Ni元素对金刚石石墨化的催化作用。基于Nb掺杂Ni-Cr钎料的钎焊金刚石试验表明,Nb掺杂使得Ni-Cr钎料对金刚石的爬升效果更为明显,界面冶金反应更为充分,金刚石表面生成Cr3C2和Cr7C3两种碳化物,界面得到有效强化;同时,Nb掺杂还明显削弱Ni元素对金刚石的石墨化催化作用,进而提高钎焊金刚石试件的加工性能,很好地验证理论计算结果。研究工作为基于材料基因组理念的钎焊金刚石钎料设计开发提供理论依据与参考。 展开更多
关键词 钎焊金刚石 ni-cr钎料 界面强化 强碳化物形成元素 第一性原理计算
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钢网对多层钎焊金刚石分布及耐磨性的影响
3
作者 马士涛 闫焉服 +2 位作者 朱锦洪 王红娜 葛营 《焊接技术》 北大核心 2014年第9期5-8,99,共4页
在1 000℃,采用Ni-Cr钎料钎焊单晶金刚石,通过在钎料中设置钢网实现金刚石颗粒的均匀分布。结果表明:钢网表面Fe与Ni,Cr原子反应生成中间化合物Ni2.9Cr0.7Fe0.36;钢网有助于金刚石颗粒三维分布,均值参数ζ值随钢网层数的增加而减小;试... 在1 000℃,采用Ni-Cr钎料钎焊单晶金刚石,通过在钎料中设置钢网实现金刚石颗粒的均匀分布。结果表明:钢网表面Fe与Ni,Cr原子反应生成中间化合物Ni2.9Cr0.7Fe0.36;钢网有助于金刚石颗粒三维分布,均值参数ζ值随钢网层数的增加而减小;试验条件下,6层钢网时的ζ值和磨损率均达到最小,分别为43.87%和1.82 g/h。 展开更多
关键词 钢网 金刚石 ni-cr钎料 磨损率
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Cr对Mo-45Ni真空钎焊TZM合金接头性能的影响 被引量：2
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作者 龙飞 史清宇 +2 位作者 路全彬 林铁松 何鹏 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期55-61,I0005,共8页
根据实际工程需求,开发了能在1 300℃下服役的TZM合金专用钎料,并测试了该钎料在TZM合金表面的润湿性能,引入"基准润湿面积"的概念判断该钎料的润湿性,并探讨了钎料中Cr元素对钎料润湿性能、抗剪强度的影响规律.分析了钎焊接... 根据实际工程需求,开发了能在1 300℃下服役的TZM合金专用钎料,并测试了该钎料在TZM合金表面的润湿性能,引入"基准润湿面积"的概念判断该钎料的润湿性,并探讨了钎料中Cr元素对钎料润湿性能、抗剪强度的影响规律.分析了钎焊接头的强化机理,探明了接头的抗剪强度随着Cr元素的加入先变大后变小,可为实际工程应用提供重要参考.结果表明,当钎料中Cr元素含量为3%(质量分数)时,钎料的润湿性最好,接头的抗剪强度达到135 MPa的最高值. 展开更多
关键词 TZM合金 Mo-ni-cr钎料 电弧熔炼 真空钎焊
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Ni–Cr钎料钎焊镀钛CBN界面微观结构分析 被引量：1
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作者 王君临 肖冰 +3 位作者 王树义 苏仕超 浦一子 高睿 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2020年第6期31-35,共5页
采用Ni–Cr钎料真空钎焊镀钛CBN磨粒和45号钢。用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪综合分析镀钛CBN磨粒的焊后形貌,磨粒与Ni–Cr钎料连接界面的微观结构和钎焊后磨粒表面的生成物。发现:钎焊过程中Ni–Cr钎料沿钛镀层爬升,对磨粒浸... 采用Ni–Cr钎料真空钎焊镀钛CBN磨粒和45号钢。用扫描电子显微镜、能谱仪、X射线衍射仪综合分析镀钛CBN磨粒的焊后形貌,磨粒与Ni–Cr钎料连接界面的微观结构和钎焊后磨粒表面的生成物。发现:钎焊过程中Ni–Cr钎料沿钛镀层爬升,对磨粒浸润性良好。焊后CBN磨粒出露部分的钛镀层在Ni原子的扩散下转变为Ni–Ti金属层。而在钎料包埋处,磨粒的钛镀层在钎焊过程中与CBN、Ni–Cr钎料相互扩散反应,生成了一层以NiTi和Ni0.3Ti0.7N为主的中间层,实现镀钛CBN磨粒和Ni–Cr钎料的冶金结合。 展开更多
关键词 钎焊 ni–cr钎料 镀钛CBN 界面微观结构
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Ni-Cr合金钎料激光钎焊金刚石表面金属化 被引量：7
6
作者 李晋禹 张明军 +4 位作者 胡永乐 朱彬 张健 毛聪 刘其城 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期26-31,共6页
为了研究激光钎焊金刚石磨粒表面金属化生成物类别与形成机制,采用第一性原理的密度泛函理论对常见碳化物进行了计算,并采用Ni-Cr合金钎料,借助光纤激光热源对金刚石磨粒进行了激光钎焊试验,获得了Cr 3C 2和Cr 7C 3两种碳化物的结构和... 为了研究激光钎焊金刚石磨粒表面金属化生成物类别与形成机制,采用第一性原理的密度泛函理论对常见碳化物进行了计算,并采用Ni-Cr合金钎料,借助光纤激光热源对金刚石磨粒进行了激光钎焊试验,获得了Cr 3C 2和Cr 7C 3两种碳化物的结构和力学性能参量以及金刚石磨粒表面微结构和碳化物种类。结果表明,Cr 3C 2和Cr 7C 3两者都具有金属性,且后者韧性更强;激光钎焊得到的金刚石磨粒与Ni-Cr合金钎料界面冶金反应层厚度约为4μm,金刚石磨粒表面碳化物主要为Cr 3C 2;超声辅助激光钎焊得到的金刚石磨粒表面碳化物为Cr 3C 2和Cr 7C 3,超声波高频振动可以促进界面反应,进而生成含碳量低的Cr 7C 3。此研究结果对激光钎焊金刚石技术的发展具有指导意义。 展开更多
关键词 激光技术 金刚石 激光钎焊 ni-cr合金钎料 碳化铬
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Y元素对Ni-Cr非晶钎料钎焊金刚石组织和性能的影响
7
作者 冯帅帅 王邦伦 +5 位作者 陈志浩 王朋波 张雷 钟素娟 李家茂 徐东 《材料研究与应用》 CAS 2024年第5期787-795,共9页
钎焊金刚石工具因化学冶金结合方式而具备较高的结合强度,在陶瓷、半导体和玻璃等硬脆性材料的加工行业及轨道交通、航空航天等领域中拥有广泛的应用前景。虽然Ni基钎料钎焊金刚石工具在结合强度、耐磨性及服役环境方面具有一定的优势,... 钎焊金刚石工具因化学冶金结合方式而具备较高的结合强度,在陶瓷、半导体和玻璃等硬脆性材料的加工行业及轨道交通、航空航天等领域中拥有广泛的应用前景。虽然Ni基钎料钎焊金刚石工具在结合强度、耐磨性及服役环境方面具有一定的优势,但是较高的钎焊温度和化学侵蚀会对金刚石磨粒造成较为严重的热损伤,从而影响金刚石工具的工作效率和服役寿命。为了降低钎焊过程中金刚石的热损伤,采用掺杂Y元素的Ni-Cr非晶钎料钎焊金刚石,通过SEM研究了钎焊金刚石试样的界面微观形貌,使用拉曼光谱仪分析了钎焊金刚石试样的石墨化程度,同时还探究了钎焊金刚石试样的力学性能。结果表明,当Y元素的质量分数为0.8%时,钎焊试样的金刚石形貌最为完整,钎焊层硬度最高为533 HV_(0.1),金刚石出露度较高为76.2%且石墨化程度较低。另外,Y元素的添加细化了碳化物的尺寸,降低了碳化物微裂纹的产生。相较于未添加Y元素的钎焊试样,添加Y元素的金刚石钎焊试样的抗压强度提升了约50.4%,磨削性能提高了43.5%,金刚石的脱落数量最少。表明,用Y元素掺杂的Ni-Cr非晶钎料可成功制备出钎焊金刚石试样,同时还降低了钎料中的触媒元素对金刚石的侵蚀作用,改善了热损伤和磨削性能。本研究为非晶钎料在钎焊金刚石工具领域中的应用提供了可靠的理论支持,并为相关工业生产提供了新的技术路径,在降低生产成本和推动绿色生产方面具有一定的实际意义。 展开更多
关键词 ni-cr非晶钎料 钎焊金刚石 热损伤 磨削性能 微观形貌 抗压强度 Y元素 石墨化
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新型预钎焊金刚石表面金属化的工艺研究 被引量：1
8
作者 丁晓阳 宋立明 马若飞 《超硬材料工程》 CAS 2013年第1期1-5,共5页
将Ni-Cr活性钎料以及Cu粉、Co粉、WC粉与A合金粉末和镍基钎料组成的混合钎料分别镀覆到金刚石表面,在真空炉中经钎焊处理后,利用扫描电镜(SEM)及USB电子显微镜观察金刚石表面形貌。结果表明:添加A粉的混合钎料能有效实现金刚石表面金属... 将Ni-Cr活性钎料以及Cu粉、Co粉、WC粉与A合金粉末和镍基钎料组成的混合钎料分别镀覆到金刚石表面,在真空炉中经钎焊处理后,利用扫描电镜(SEM)及USB电子显微镜观察金刚石表面形貌。结果表明:添加A粉的混合钎料能有效实现金刚石表面金属化,金刚石表面形成"刺状"的钎焊小颗粒,主要成分为Ni,Cr等活性钎料成分,预钎焊后的金刚石静压强度略有下降,但仍能满足金刚石锯切强度的需要,添加A合金能够起降低钎料浓度,减弱金刚石热损伤的作用。 展开更多
关键词 ni-cr合金活性钎料 金刚石表面金属化 静压强度
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