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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
1
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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Ni-Cr合金真空预钎焊金刚石磨粒复合节块界面微结构 被引量：6
2
作者 段端志 肖冰 +1 位作者 汪炜 丁晓阳 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期93-96,117-118,共4页
在Ni-Cr合金中加入A合金粉制成复合钎料,在加热温度1 050℃和保温时间30 min的工艺下进行金刚石磨粒的预钎焊处理试验,在加热温度810℃和保温时间4 min的烧结工艺下制备预钎焊磨粒复合节块.测试预钎焊磨粒的静压强度和复合节块的抗弯强... 在Ni-Cr合金中加入A合金粉制成复合钎料,在加热温度1 050℃和保温时间30 min的工艺下进行金刚石磨粒的预钎焊处理试验,在加热温度810℃和保温时间4 min的烧结工艺下制备预钎焊磨粒复合节块.测试预钎焊磨粒的静压强度和复合节块的抗弯强度,并分析预钎焊金刚石、复合节块的界面微结构.结果表明,复合钎料与金刚石磨粒在预钎焊过程中形成化学结合界面,且对金刚石的热损伤较小;当磨粒浓度范围为10%-50%时,复合节块的抗弯强度均高于常规金刚石节块;预钎焊金刚石与金属胎体在烧结过程中形成冶金结合界面,复合节块界面结合强度高. 展开更多
关键词 预钎焊金刚石 NI-CR合金 复合节块 抗弯强度 界面微结构
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温度对Ni-Cr-P/金刚石烧结体组织和性能的影响
3
作者 万隆 韩凯 +3 位作者 李建伟 曹丹 方文俊 吴登明 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期129-135,共7页
以金刚石和Ni-Cr-P预合金粉末作为磨料和合金钎料,采用钎焊工艺制备Ni-Cr-P/金刚石复合烧结体.研究不同钎焊温度对Ni-Cr-P/金刚石烧结体的界面及磨削性能的影响.利用差热分析仪(DTA)表征Ni-Cr-P合金的熔化特性,扫描电镜(SEM)观察Ni-Cr-... 以金刚石和Ni-Cr-P预合金粉末作为磨料和合金钎料,采用钎焊工艺制备Ni-Cr-P/金刚石复合烧结体.研究不同钎焊温度对Ni-Cr-P/金刚石烧结体的界面及磨削性能的影响.利用差热分析仪(DTA)表征Ni-Cr-P合金的熔化特性,扫描电镜(SEM)观察Ni-Cr-P合金对金刚石的润湿效果及界面结构,XPS分析金刚石表面与合金的成键情况.结果表明,钎焊温度为940℃时,金刚石表面部分碳元素向液态钎料中迁移形成Cr—C键,在金刚石表面生成一层致密的Cr3C2,有效改善了Ni-Cr-P合金对金刚石表面的润湿性.940℃钎焊后金刚石单颗粒抗压强度为36.83 N,钎焊磨头的磨削比为64.2,相比于850℃钎焊时分别提高了18.27%和72.58%. 展开更多
关键词 钎焊 金刚石 Ni-Cr-P合金 界面结构
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Ni-Cr合金真空钎焊金刚石界面反应的热力学与动力学分析 被引量：30
4
作者 卢金斌 徐九华 +2 位作者 徐鸿钧 傅玉灿 姜澄宇 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期21-24,共4页
采用Ni-Cr合金钎料 ,适当控制钎焊工艺 ,实现了金刚石与钢基体的高强度连接。采用扫描电子显微镜 (SEM)和能谱仪 (EDS)及X射线衍射结构分析了真空加热条件下 ,Ni-Cr合金钎料与金刚石之间的界面反应 ,探讨了钎料与金刚石界面处碳化物的... 采用Ni-Cr合金钎料 ,适当控制钎焊工艺 ,实现了金刚石与钢基体的高强度连接。采用扫描电子显微镜 (SEM)和能谱仪 (EDS)及X射线衍射结构分析了真空加热条件下 ,Ni-Cr合金钎料与金刚石之间的界面反应 ,探讨了钎料与金刚石界面处碳化物的形成机理。结果表明 ,Ni-Cr合金钎料中的Cr和少量Si在金刚石表面富集并与金刚石中的C发生反应生成Cr7C3 、Cr3 C2 碳化物 ,其中Cr7C3 呈笋状生长 ,Cr3 C2 呈片状 ,可能有少量SiC生成。金刚石与钎料的界面形成了金刚石 \SiC \Cr3 C2 \Cr7C3 钎料的梯度材料 ,实现了Ni-Cr合金与金刚石的冶金结合。 展开更多
关键词 NI-CR合金 真空钎焊 金刚石 界面反应 热力学 动力学
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