含磷预合金粉对铁基金刚石工具胎体组织性能影响的研究

来源 :机械科学研究总院 | 被引量 : 1次 | 上传用户:plumblossommeihua
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磷元素可有效降低金刚石工具胎体的烧结温度,提升胎体力学性能,抑制金刚石热侵蚀。本文以CuP8、FeP24两种含磷预合金粉作为研究对象,运用SEM、EDS、XRD、硬度、致密度和抗弯强度等分析测试手段,研究了不同合金系的含磷预合金粉对铁基金刚石工具胎体组织性能的影响。研究发现,FeP24预合金粉由FeP化合物相和Fe2P化合物相共同构成,热压烧结性较差;CuP8预合金粉由单质Cu相和Cu3P化合物相构成,热压烧结性较好;CuP8预合金粉对金刚石热侵蚀的抑制作用优于FeP24预合金粉,而金刚石发生一定程度的热侵蚀后却可以提升金刚石与包镶胎体间的结合强度。将含磷预合金粉加入到Fe-Cu-P三元系胎体中进行烧结后发现,CuP8预合金粉已经熔化,铜磷粉胎体由含铁固溶体Cu(Fe)相、Fe3P化合物相以及α-Fe基体相组成,Cu3P化合物完全转化为Fe3P化合物;FeP24预合金粉则无法熔化,由于新生的Fe3P“环状相晕”具有隔绝作用,除上述三种相外,还含有未转化为Fe2P化合物相,这影响了FeP24预合金粉对基体的强化效率。铜磷粉胎体的抗弯强度、硬度均优于铁磷粉胎体。胎体的硬度和抗弯强度受铜的弱化作用和磷的强化作用共同影响,不同含磷预合金粉中磷的强化效率有所不同。铁磷粉胎体在含磷量达到0.8%后,硬度、抗弯强度已接近最大值;而铜磷粉胎体在含磷量达到1%后,硬度、抗弯强度才接近最大值。CuP8预合金粉比纯铜粉熔点更低,粒度更细,致使铜磷粉胎体的致密度优于铁磷粉胎体。烧结工艺与金刚石工具胎体性能有密切关系,含10%CuP8预合金粉的Fe-Cu-P三元系胎体烧结时,烧结温度820℃、烧结压力30kN、烧结时间270s下可获得理想的胎体综合性能。
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