超硬材料工具設(shè)計(jì)與制造

前言

超硬材料廣泛用于地質(zhì)鉆探、建材加工、建筑工程、機(jī)械制造等領(lǐng)域。金剛石、立方氮化硼等超硬材料人工合成技術(shù)自20世紀(jì)60年代在我國(guó)問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展，已取得許多令人矚目的成果。特別是20世紀(jì)90年代以來(lái)，隨著石材加工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)超硬材料迅速發(fā)展成為世界生產(chǎn)大國(guó)，其金剛石產(chǎn)量已占全球總產(chǎn)量的三分之二。然而，我國(guó)超硬材料“大而不強(qiáng)”的現(xiàn)象仍然比較突出。因此，積極開(kāi)展高性能超硬材料及工具的研究與開(kāi)發(fā)對(duì)促進(jìn)我國(guó)走向超硬材料生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)具有重要的戰(zhàn)略意義。呂智等四位專(zhuān)家在長(zhǎng)期從事超硬材料及其制品研究與開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上，撰成《超硬材料工具設(shè)計(jì)與制造》一書(shū)。該書(shū)系統(tǒng)地總結(jié)了超硬材料及其制品理論研究和生產(chǎn)實(shí)踐的主要成果，闡述了各種超硬材料工具的設(shè)計(jì)制造原理和工藝、原材料和產(chǎn)品的品種規(guī)格、性能要求、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和檢測(cè)方法，并對(duì)超硬材料工具發(fā)展新趨勢(shì)進(jìn)行了展望，是一部關(guān)于超硬材料及其制品研究與開(kāi)發(fā)的專(zhuān)著。我相信，該書(shū)的出版將有利于推動(dòng)我國(guó)加快形成特色品牌的高性能超硬材料工具產(chǎn)品體系，提高我國(guó)超硬材料制品在國(guó)際上的地位，并給我國(guó)從事超硬材卜料工具研究與開(kāi)發(fā)的同行提供有重要價(jià)值的借鑒與參考。

內(nèi)容概要

本書(shū)主要介紹超硬材料工具的設(shè)計(jì)與制造，金剛石工具設(shè)計(jì)原理，刀頭燒結(jié)高頻焊接圓鋸片，激光焊接金剛石圓鋸片，整體冷壓燒結(jié)金剛石圓鋸片，焊接金剛石薄壁工程鉆頭，孕鑲金剛石地質(zhì)取芯鉆頭，金剛石串珠繩鋸，超硬材料涂附磨具，超硬材料固結(jié)磨具，高溫釬焊超硬材料工具，晶體加工用金剛石工具等。    本書(shū)可供超硬材料專(zhuān)業(yè)的科研和生產(chǎn)工作人員使用，也可供大專(zhuān)院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)的師生參考。

書(shū)籍目錄

1  緒論  1.1  我國(guó)超硬材料工具的研究與發(fā)展  1.2  超硬材料工具的分類(lèi)  1.3  本書(shū)的宗旨與內(nèi)容取舍2  金剛石工具設(shè)計(jì)原理  2.1  吃人深度  2.2  工作出刃值  2.3  金剛石的失效機(jī)理  2.4  有關(guān)胎體的設(shè)計(jì)  2.5  金剛石工具釬焊技術(shù)  2.6  胎體的耐磨性  2.7  功耗和壽命的數(shù)學(xué)計(jì)算式探討  2.8  容屑比的確定原則3  刀頭燒結(jié)高頻焊接圓鋸片  3.1  鋸片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)  3.2  刀頭配方設(shè)計(jì)  3.3  刀頭冷壓模具設(shè)計(jì)  3.4  石墨模具設(shè)計(jì)  3.5  鋸片生產(chǎn)工藝  3.6  高頻焊接陶瓷切割鋸片4  激光焊接金剛石圓鋸片  4.1  概述  4.2  激光焊接鋸片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)  4.3  冷壓模具設(shè)計(jì)  4.4  容積式自動(dòng)冷壓機(jī)  4.5  激光鋸片基體  4.6  激光刀頭過(guò)渡層配方設(shè)計(jì)  4.7  激光鋸片生產(chǎn)工藝過(guò)程  4.8  激光焊接設(shè)備的選擇  4.9  激光焊接工藝  4.10  激光鋸片的產(chǎn)品檢測(cè)5  整體冷壓燒結(jié)金剛石圓鋸片  5.1  概述  5.2  鋸片結(jié)構(gòu)類(lèi)型  5.3  冷壓模具設(shè)計(jì)  5.4  石墨模具設(shè)計(jì)  5.5  生產(chǎn)工藝流程  5.6  燒結(jié)爐設(shè)備及特點(diǎn)  5.7  整體冷壓燒結(jié)鋸片的胎體配方與燒結(jié)工藝  5.8  鋸片開(kāi)刃拋光工藝及設(shè)備  5.9  冷壓片的質(zhì)量檢測(cè)6  焊接金剛石薄壁工程鉆頭  6.1  概況  6.2  高頻焊接薄壁工程鉆頭  6.3  激光焊接薄壁工程鉆頭  6.4  鉆齒過(guò)渡層設(shè)計(jì)  6.5  薄壁工程鉆頭激光焊接設(shè)備簡(jiǎn)介  6.6  薄壁鉆頭激光焊接工藝7  孕鑲金剛石地質(zhì)取芯鉆頭  7.1  概況  7.2  鉆頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)  7.3  地質(zhì)鉆頭胎體配方設(shè)計(jì)  7.4  鉆頭鋼體  7.5  鉆頭石墨模具設(shè)計(jì)  7.6  地質(zhì)鉆頭生產(chǎn)工藝  7.7  進(jìn)一步提高地質(zhì)鉆頭性能的途徑8  金剛石串珠繩鋸  8.1  概況  8.2  金剛石串珠繩鋸的受力分析  8.3  金剛石串珠繩鋸結(jié)構(gòu)類(lèi)型及應(yīng)用范圍  8.4  金剛石串珠設(shè)計(jì)  8.5  串珠冷壓模具設(shè)計(jì)  8.6  串珠燒結(jié)石墨模具設(shè)計(jì)  8.7  金剛石串珠繩鋸生產(chǎn)工藝  8.8  制粒工藝  8.9  燒結(jié)工藝及燒結(jié)機(jī)  8.10  繩鋸注塑和注膠工藝  8.11  國(guó)外繩鋸生產(chǎn)輔助設(shè)備  8.12  開(kāi)采繩鋸機(jī)及輔助機(jī)具  8.13  混凝土金剛石繩鋸切割工程  8.14  石材開(kāi)采與加工用鏈臂鋸機(jī)9  超硬材料涂附磨具  9.1  涂附磨具的發(fā)展概況  9.2  我國(guó)涂附磨具發(fā)展現(xiàn)狀  9.3  砂帶磨削機(jī)理與特點(diǎn)  9.4  超硬材料涂附磨具類(lèi)型和規(guī)格  9.5  超硬材料涂附磨具生產(chǎn)工藝流程  9.6  超硬材料涂附磨具生產(chǎn)設(shè)備  9.7  當(dāng)前超硬材料涂附磨具的研制重點(diǎn)10  超硬材料固結(jié)磨具  10.1  概述  10.2  國(guó)內(nèi)外超硬材料固結(jié)磨具發(fā)展態(tài)勢(shì)及市場(chǎng)前景  10.3  金屬結(jié)合劑超硬材料固結(jié)磨具  10.4  樹(shù)脂結(jié)合劑超硬材料固結(jié)磨具  10.5  陶瓷結(jié)合劑CBN固結(jié)磨具11  高溫釬焊超硬材料工具  11.1  概述  11.2  國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展情況  11.3  高溫釬焊超硬材料工具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與分類(lèi)  11.4  釬料活性元素對(duì)金剛石的浸潤(rùn)機(jī)理  11.5  目前常用的釬料種類(lèi)與特點(diǎn)  11.6  國(guó)內(nèi)有關(guān)高溫釬焊超硬材料工具研制生產(chǎn)情況  11.7  高溫釬焊工具生產(chǎn)工藝  11.8  超硬材料磨粒的有序排列問(wèn)題  11.9  高溫釬焊超硬材料工具的進(jìn)一步發(fā)展12  晶體加工用金剛石工具簡(jiǎn)介  12.1  概述  12.2  金剛石內(nèi)圓切片  12.3  金剛石線(xiàn)鋸  12.4  CMP金剛石修整器  12.5  劃片用切割片參考文獻(xiàn)后記

章節(jié)摘錄

插圖：（4）金剛石擴(kuò)孔器。連接在地質(zhì)取芯鉆頭和巖芯管之間的擴(kuò)孔器，是為了鉆進(jìn)過(guò)程保持孔徑的一致性。因?yàn)殂@頭的磨損，其外徑逐漸縮小，若無(wú)擴(kuò)孔器的擴(kuò)孔作用，下一個(gè)新的鉆頭將無(wú)法送到孔底。因此擴(kuò)孔器與鉆頭配套使用，耗用量十分大，主要采用電鍍法制造，如圖1-2所示。（5）金剛石工程薄壁鉆頭。主要用于建筑工程施工，減少預(yù)埋管孔、導(dǎo)線(xiàn)孔、空調(diào)孔等，采用薄壁鉆頭鉆進(jìn)鋼筋混凝土構(gòu)件，鉆進(jìn)效率高，定位準(zhǔn)確，已成為建筑施工不可缺少的工具。鉆齒用熱壓燒結(jié)法生產(chǎn)，采用高頻焊接或激光焊接方法，將鉆齒與鋼體焊在一起。1.2.3超硬材料磨具超硬材料磨具分為超硬材料固結(jié)磨具和超硬材料涂附磨具兩大類(lèi)。（1）超硬材料固結(jié)磨具。將金剛石或立方氮化硼（CBN）磨料用金屬結(jié)合劑、陶瓷或樹(shù)脂黏附于金屬基體上（或者用電鍍法），制成各種形狀的砂輪即為超硬材料固結(jié)磨具。因其優(yōu)良的磨削性能，已廣泛用于磨削領(lǐng)域的各個(gè)方面。金剛石砂輪是磨削硬質(zhì)合金、玻璃、陶瓷、寶石等高硬脆材料的特效工具。CBN砂輪用于各種數(shù)控磨床，可高效率、高精度地磨削各種鋼件。超硬材料固結(jié)磨具又分為：通用磨具、專(zhuān)用磨具和其他磨具。通用磨具包括：普通砂輪、磨石（金剛石珩磨條）、磨頭。專(zhuān)用磨具包括：石材磨邊輪、磨盤(pán)、磨輥、磨塊。其他磨具包括：無(wú)心磨輪、雙端面磨盤(pán)、精密超硬材料刀具磨床用砂輪等。

后記

經(jīng)過(guò)近兩年的潛心思考、熱烈爭(zhēng)論和孜孜不倦的伏案工作，終于在北京奧運(yùn)會(huì)到來(lái)前夕脫稿了。心潮澎湃，百感交集。桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院從1969年開(kāi)始研究人造金剛石地質(zhì)取芯鉆頭，從此與超硬材料及工具結(jié)下了不解之緣。歷經(jīng)幾代人的耕耘努力，在四十年里，完成了一項(xiàng)又一項(xiàng)科研課題，碩果累累，成績(jī)斐然，在全國(guó)地質(zhì)勘探系統(tǒng)和超硬材料行業(yè)影響頗深。從最先研制成功用粉末冶金方法制造金剛石地質(zhì)取芯鉆頭開(kāi)始，總是站在行業(yè)最前列，攻克難關(guān)，努力攀登，為我國(guó)超硬材料工業(yè)的大發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)，獲得了國(guó)家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。21世紀(jì)到來(lái)，新一代的學(xué)科帶頭人，繼承老一輩的光榮傳統(tǒng)和創(chuàng)新精神，帶領(lǐng)年輕人，不畏艱難，腳踏實(shí)地，為中國(guó)的超硬材料工具行業(yè)再創(chuàng)輝煌。本院1997年開(kāi)始研究的金剛石串珠繩鋸技術(shù)，如今已經(jīng)在全國(guó)開(kāi)花結(jié)果，成功地替代進(jìn)口產(chǎn)品，應(yīng)用于石材礦山開(kāi)采，為我國(guó)的石材礦山開(kāi)采現(xiàn)代化作出卓越的貢獻(xiàn)。并與其他項(xiàng)目一起獲得2008年廣西科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)。在此，對(duì)仍在職并對(duì)上述各項(xiàng)工作做出貢獻(xiàn)的郭樺、謝志剛、王智慧、羅文來(lái)、宋京新和唐正興等同志表示感謝。在本書(shū)介紹的十種工具中，桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院均對(duì)其開(kāi)展不同程度的研究和生產(chǎn)，作者十分重視第一線(xiàn)科技人員和工人的意見(jiàn)，集思廣益，力求對(duì)工具的闡述要有一定的深度和廣度，基本上反映當(dāng)代超硬材料工具的技術(shù)水平。我們希望將有關(guān)超硬材料工具的最新信息介紹給讀者，但由于信息量和能力有限，必有疏漏。當(dāng)今，科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，就在我們撰稿期間，在超硬材料工具領(lǐng)域又有許多新的技術(shù)突破和發(fā)展?；仡檿?shū)中寫(xiě)過(guò)的內(nèi)容，總覺(jué)得粗糙和不足，就當(dāng)是拋磚引玉，能夠引出更加優(yōu)秀的圖書(shū)，為超硬材料工具的發(fā)展服務(wù)。

編輯推薦

《超硬材料工具設(shè)計(jì)與制造》是由冶金工業(yè)出版社出版的。

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