聚晶金刚石（PCD）真空钎焊工艺基础与实验研究

发布时间：2023-11-23 20:13

　　聚晶金刚石(PCD)凭借其高硬度、高导热性、低热胀系数、高弹性模量和低摩擦系数优异的性能,被广泛应用于金刚石刀具领域。其与刀体的结合方式除采用机械夹固和粘接方法外,大多是通过钎焊方式将PCD复合片压制在硬质合金基体上。真空钎焊由于能够精确控温,且使钎焊的样品加热均匀、变形小,可以进行大批量生产的优点,近年来在刀具加工领域被越来越广泛的投入应用。针对目前对于不同粘接剂含量的PCD的实际真空焊接工艺的不明确、不同种类的PCD在焊接过程中,不同工艺下基础实验结果的不了解情况,本课题选用无碳化钨衬底的PCD作为研究对象,通过添加活性Ti元素的Sn基钎料,探究不同粘接剂钴含量的PCD钎焊工艺,目标是在降低热损伤和减小应力的前提下实现低温可靠钎焊连接;同时阐明不同粘接剂钴含量PCD的界面反应行为。首先通过升温润湿实验探究三种不同粘结剂钴含量(Co:8、12、18 wt.%)的PCD基体对Sn-2Ti合金的润湿性能,研究发现三种粘接剂含量的PCD起始润湿时间不一致,随着钴含量的升高,润湿拐点提前。并在恒温润湿实验过程中,发现三种不同粘结剂钴含量的PCD基体在三相线处的界面产物不同,在粘结剂钴含量较低...

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【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第 1 章绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 聚晶金刚石性质及应用
    1.3 聚晶金刚石钎焊连接研究现状
    1.4 本文研究内容
第 2 章实验材料、设备及方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 母材
        2.1.2 钎料
    2.2 实验方法与设备
        2.2.1 润湿实验
        2.2.2 钎焊实验
    2.3 表征与力学性能测试
        2.3.1 金相样品制备
        2.3.2 电镜观察与产物表征
        2.3.3 剪切强度实验
    2.4 本章小结
第3章 Sn-Ti合金在聚晶金刚石上的润湿行为研究
    3.1 引言
    3.2 Sn-Ti 合金在聚晶金刚石上升温润湿原位观察
        3.2.1 Ti 含量对润湿性能的影响
        3.2.2 Co 含量对润湿性能的影响
        3.2.3 升温润湿实验界面反应产物表征
    3.3 Sn-Ti 合金在聚晶金刚石上恒温润湿原位观察
        3.3.1 温度对润湿性的影响
        3.3.2 Co含量对润湿性的影响
        3.3.3 恒温润湿实验界面反应产物表征
    3.4 Sn-Ti 合金润湿聚晶金刚石的铺展动力学与机理分析
    3.5 Sn-2Ti合金在聚晶金刚石上的润湿过程
    3.6 本章小结
第4章 聚晶金刚石焊点组织与力学性能研究
    4.1 引言
    4.2 焊点钎焊工艺参数制定
        4.2.1 聚晶金刚石/SnCuTi合金/45钢钎焊工艺参数制定
        4.2.2 聚晶金刚石/AgCuInTi合金/45钢焊点钎焊工艺参数制定
    4.3 聚晶金刚石/SnCuTi合金/45钢焊点组织与力学性能研究
        4.3.1 SnCuTi合金钎焊聚晶金刚石/45钢力学性能
        4.3.2 SnCuTi合金钎焊聚晶金刚石/45钢断口分析
        4.3.3 SnCuTi合金钎焊PCD/45钢截面分析
    4.4 聚晶金刚石/AgCuInTi合金/45钢焊点组织与力学性能研究
        4.4.1 AgCuInTi合金钎焊聚晶金刚石/45钢力学性能
        4.4.2 AgCuInTi合金钎焊聚晶金刚石/45钢断口分析
        4.4.3 AgCuInTi合金钎焊聚晶金刚石/45钢截面分析
    4.5 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果



本文编号：3866125