金剛石與磨料磨具工程最新期刊目錄

金剛石（100）與（111）晶面/銅復合材料界面性質的第一性原理計算————作者：周彬;李金玲;湯黎輝;慕熠釗;汪勇杰;栗正新;

摘要：使用第一性原理計算方法，分析金剛石（100）與（111）晶面/銅復合材料界面以及添加鈦鍍層為對比情況下的4種界面結構性質。結果發現：金剛石（100）界面具有較強的結合力，其與鈦的界面黏附功達到7.875 J/m²，高于金剛石（111）/銅和金剛石（111）/鈦界面的；并通過電子態密度和馬利肯布居分析分析不同晶面界面處的鍵合情況，發現金剛石（100）晶面P軌道的高電子態密度以及...

熱壓條件下不同預合金粉末對金剛石性能的影響————作者：胡喬方;何方;

摘要：金屬結合劑金剛石工具應用廣泛，但金屬單質在金剛石工具中存在局限性，例如高溫下對金剛石潤濕性差導致把持力不足，較低溫度條件下單質粉末會腐蝕金剛石表面形貌，以及不同單質金屬粉末對金剛石的腐蝕機制存在差異。為探究合金粉末在不同熱壓條件下對金剛石性能的影響，使用Ni基、Cu基、Fe基預合金粉末進行熱壓燒結，并對處理后的金剛石進行抗壓強度、表面形貌、拉曼光譜分析。結果表明：溫度對金剛石力學性能、表面形貌的影...

氮硫共摻雜對高溫高壓合成金剛石的影響————作者：郭正浩;張喜云;李尚升;陳晶晶;胡美華;肖宏宇;李勇;李建林;李立;于昆鵬;郭明明;趙春紅;邊華英;

摘要：為探究氮與硫共摻對金剛石NV色心的影響，在高溫高壓下采用溫度梯度法分別將Li₃N和NiS₂添加到NiMnCo觸媒中合成氮硫共摻雜金剛石大單晶。對所合成的共摻樣品分別進行紅外、拉曼、光致發光光譜（PL譜）、X光電子能譜（XPS）測試，并分析其結果。光學照片顯示，摻硫會降低所合成金剛石晶體的質量，摻氮會改善晶體質量。紅外光譜表明，摻硫會使晶體內的氮含量有所下...

金剛石/鋁復合材料界面處Al₄C₃的離散分布調控————作者：姚遠卓;焦增凱;吳建杰;黃文杰;馬莉;周科朝;魏秋平;

摘要：【目的】在金剛石/鋁復合材料中，Al₄C₃相在界面處的分布特征對于金剛石與鋁之間的界面結合以及復合材料的導熱性能起著決定性作用。【方法】本文采用氣壓熔滲法制備金剛石/鋁復合材料，探究不同熔滲溫度下，金剛石顆粒不同晶面上Al₄C₃相粒徑和覆蓋率的變化趨勢，及其對復合材料界面結合和導熱性能的影響。【結果】結果表明，...

孕鑲金剛石鉆頭多級胎塊螺旋式分布結構設計及其仿真優化————作者：馬梓熠;李之軍;張世殊;李奉霖;宋禮勇;袁長金;常祖平;方鑫;王勝;

摘要：【目的】為提高在堅硬致密弱研磨性地層的鉆進效率，從鉆頭的唇面結構入手，設計多級胎塊螺旋式分布結構的新型孕鑲金剛石鉆頭。【方法】首先介紹新型鉆頭的唇面結構及其碎巖機理，再在胎塊厚度為1.5 mm，鉆進速度為6 mm/s，轉速為6 r/s的條件下，以齒槽比（胎塊厚度與齒間槽寬的比值）為變量，利用有限元分析螺旋排列結構對鉆頭受到的反作用力和扭矩的影響，并以此為基礎，進一步分析內外保徑結構對新型鉆頭受到的...

金剛石磨粒切削鋼混材料的溫度仿真分析與磨損實驗研究————作者：韋敏;史永晉;郭子航;

摘要：海上平臺導管架樁基一般采用內部含有灌漿工藝的鋼混材料結構形式，在利用金剛石串珠繩對其海面以上部分切割時，為了確保一根串珠繩完成一個切口的切割作業，必須合理選擇合理的冷卻方案。本文基于傅里葉導熱定律，建立了金剛石磨粒表面的切削溫度場數值模型，該溫度場的溫度與切削工藝參數和冷卻介質參數均相關，且隨工藝參數增加而升高，隨介質參數增加而降低；利用AdvantEdge有限元切削仿真技術，針對不同冷卻方式，建...

面向SiC_f/SiC復合材料精密制孔的單層釬焊金剛石套料鉆脈沖激光修整研究————作者：錢寧;何靜遠;蘇宏華;孫雨婷;昂給拉瑪;丁文鋒;徐九華;

摘要：單層釬焊金剛石套料鉆工作面磨粒的出露高度差異大、等高性難以保證，導致SiC_f/SiC復合材料制孔時孔徑精度難控制。針對此瓶頸，提出采用脈沖激光修整單層釬焊金剛石套料鉆工作面磨粒，提高磨粒等高性以改善SiC_f/SiC復合材料制孔精度的構想。研制單層釬焊金剛石套料鉆的脈沖激光修整裝置，能夠顯著提高套料鉆工作面磨粒的等高性，修整后套料鉆磨粒出露高度離散系數由修整前的0.11降低至0.04，降幅達64...

砂輪種類及冷卻方式對SiC_f/SiC陶瓷基復合材料磨削質量的影響————作者：王奔;唐家杰;楚閎迪;張棋;

摘要：SiC_f/SiC陶瓷基復合材料由于其耐高溫和高比強度的特性，已成為航空發動機用先進材料之一。然而，作為一種難加工的硬脆材料，提高其加工質量和效率是當前研究的關鍵問題。采用電鍍和燒結金剛石砂輪，在有無冷卻液的條件下進行正交磨削試驗，以磨削力、工件表面粗糙度和砂輪磨損程度為評價指標，探究不同砂輪種類及冷卻方式對SiC_f/SiC陶瓷基復合材料磨削加工質量的影響。結果表明：采用燒結金剛石砂輪磨削加工復...

碳化硅陶瓷的磨削損傷特性————作者：葉卉;謝家富;倪安杰;

摘要：為探究碳化硅陶瓷的磨削損傷特性，通過單顆粒劃擦實驗和磨削實驗，結合有限元仿真，明確碳化硅陶瓷塑脆性去除轉變的臨界應力值以及磨削參數對材料損傷的影響。單顆粒劃擦實驗表明，實驗中使用的碳化硅陶瓷的斷裂強度約為344 MPa。實驗與仿真結果都表明：不同載荷下的材料微觀結構作用不同，當接觸應力小于材料晶界的臨界斷裂強度時，晶界結構起到黏性作用，消耗應力以抑制裂紋拓展；隨著載荷進一步增加，雖未達到材料斷裂極...

薄壁CFRP管端面磨削穩定性實驗研究————作者：王樹龍;田俊超;康仁科;董志剛;鮑巖;

摘要：針對陣列復合材料管加工中的磨削穩定性問題，以單個薄壁CFRP管為研究對象，結合其結構特征定義切出角度和磨削作用角，開展端面磨削加工實驗，分析切出角度對磨削穩定性的影響規律，并基于磨削作用角和切出角度之間的關系，進一步分析磨削速度、實際進給率、磨削深度對磨削穩定性的影響規律。結果表明：切出角度是影響磨削穩定性的主要因素，當切出角度為60°～90°時，磨削作用角較小，磨削穩定性較差；隨著磨削速度的增大...

基于人工神經網絡的金剛石微粉化學鍍鎳層性能預測————作者：方莉俐;劉韓;姜羽飛;

摘要：用化學鍍方法在M1/2、M6/12、M20/30金剛石微粉表面鍍鎳，并用人工神經網絡預測金剛石顆粒粒徑、次亞磷酸鈉濃度、鍍液溫度、鍍液pH值等化學鍍工藝參數，對鍍層沉積速率、鍍層密度、鍍層耐腐蝕性等鍍層性能的影響。結果表明：構建的BP神經網絡模型和GRNN模型，經過樣本數據訓練學習后適用于金剛石微粉化學鍍鎳層性能的預測；訓練完成的BP神經網絡和GRNN預測值與實際樣品測量值相對誤差絕對值的平均值分...

紫外納秒激光加工CVD單晶金剛石基礎研究————作者：占化斌;馮凱旋;陳宇鵬;李靜;韋佳偉;陳建輝;郝奇;萬昌韋;陳妮;

摘要：化學氣相沉積（chemical vapor deposition,CVD）單晶金剛石因具備優異的材料特性，被廣泛應用于散熱等領域；但由于CVD單晶金剛石的高硬度及脆性，目前多采用激光進行CVD單晶金剛石微槽結構的加工。為探究激光參數對CVD單晶金剛石微槽結構的影響，通過構建紫外納秒激光平頂模式的線刻蝕能量模型并結合線刻蝕試驗，分析激光功率及掃描速度對刻蝕CVD單晶金剛石槽寬度及深度的影響規律。結果...

不同造粒工藝和粉末粒徑對混合粉料中金剛石分布均勻性的影響————作者：馬爭輝;胡婷;羅文;方志;羅鳳;

摘要：為研究不同造粒工藝和粉末粒徑對混合粉料中金剛石分布均勻性的影響，以同一種預混合粉料為原料，分別通過圓盤造粒、冷壓破碎造粒、擴散破碎造粒3種方法進行造粒，并對3種造粒工藝的粉末通過篩分方法，獲得各工藝下的180～380μm、120～180μm及75～120μm粒徑的試樣，研究不同造粒工藝和不同粉末粒徑對混合粉料中250～380μm粒徑金剛石分布的影響。結果表明：圓盤造粒獲得的是仿球形粉末，冷壓破碎造...

CVT帶輪球道cBN砂輪精密整形技術————作者：秦香果;張子英;唐東升;

摘要：無級變速器（CVT）具有結構簡單緊湊、成本低、操縱方便等優點，是最理想的汽車變速器，而帶輪、帶輪軸球道的加工是CVT核心零部件加工的難點。電鍍cBN砂輪具有磨削比高、磨削力小、發熱少、環境友好、加工精度一致性好等優勢，是球道加工理想的磨削工具。但球道的幾何精度要求極高，特別是接觸角允許公差極其嚴格，給砂輪的精密修整帶來了極大難題。針對目前工程上光學引導法存在的技術難題，通過分析球道成形磨削原理、球...

用磁性微磨料射流技術光整加工交叉深孔內壁————作者：王澤志;王杰;馬小剛;李帆;范新亞;陳燕;

摘要：針對交叉深孔內壁常規光整加工尺寸受限、加工不均勻、質量差等問題，結合磨料射流去除函數穩定、自適應性強等特點，用磁性微磨料射流技術對交叉深孔內壁進行光整加工以提高其質量。通過動態磁場下的磁性微磨料聚焦技術，采用有限元法和離散元法耦合對不同參數下的磁性微磨料射流拋光交叉深孔內壁過程進行模擬，分析不同參數下的流場分布、侵蝕速率、壁面剪切力作用規律。通過響應面法對射流靶距、射流壓強及噴嘴直徑3參數進行優化...

基于神經網絡和遺傳算法的機器人加工工藝優化————作者：吳福森;

摘要：以KUKAKR60L30HA型工業機器人加工砂巖為例，基于BP神經網絡和遺傳算法進行機器人加工磨削力的預測和磨削工藝參數的優化。首先，采用正交試驗法，分析加工工藝參數對磨削力信號的影響規律；其次，采用BP神經網絡進行機器人加工磨削力預測模型訓練并進行預測；最后，采用遺傳算法對磨削加工工藝參數進行優化。結果表明：磨削工藝參數對3個磨削力分量和磨削合力的影響主次順序不同，基本上都隨徑向切深a_...

EA4T車軸機器人磨拋工藝優化與軌跡規劃研究————作者：張峰;馮中立;徐鋒;張德明;曾祥瑞;馬建偉;張石磊;

摘要：為突破動車組EA4T車軸人工磨拋時作業強度大、加工質量不穩定等困境，采用工業機器人智能磨拋系統研究EA4T鋼試件的磨拋工藝，并提出EA4T車軸機器人磨拋軌跡離線編程方法。首先對EA4T鋼試件進行機器人磨拋正交試驗；然后采用熵值法對試驗結果進行多目標工藝優化，得出最優磨拋工藝參數組合；最后采用離線編程方法規劃EA4T車軸軸肩部位的磨拋軌跡，并將生成的加工程序導入機器人示教器進行磨拋軌跡試驗驗證。研究...

2024CIRP年會G組磨粒加工方向報告速覽————作者：郭江;孫榮硯;張自力;

摘要：為促進國際磨料磨具領域前沿技術交流，特選2024年CIRP Annals-Manufacturing Technology期刊中G組（磨粒加工）論文進行介紹。該專題共有9篇論文發表，按投稿先后順序分別編號為G1～G9。論文研究主題包含磨削模型（G1/G2）、磨削加工性（G3/G4）、拋光工具（G5）、內表面拋光（G6）、化學機械拋光（G7）、拋光邊緣效應（G8）以及電化學機械拋光（G9）等。本文依...

工件旋轉法磨削硬脆基片的表面粗糙度預測模型————作者：張曉秋;王紫光;李哲輝;張昕;張瑜;李靜;秦鳳鳴;宋運運;師超鈺;

摘要：【目的】工件旋轉法磨削具有加工效率高、面形精度可控的優點，是硬脆基片背面減薄和平整化加工的主要方法。表面粗糙度值是直接評估磨削加工效果的重要指標，控制磨削表面粗糙度對于提高加工質量有著至關重要的作用。【方法】為了能夠預測工件旋轉法磨削硬脆基片的表面粗糙度值，優化磨削工藝，根據工件旋轉法磨削硬脆基片的運動學模型，以及脆性域和塑性域材料去除造成的表面輪廓特征，基于硬脆材料壓痕斷裂力學理論，以磨粒切深模...

金剛石納米切削單晶GaN的刀具角度影響研究————作者：王永強;夏昊;胡志航;張帥陽;尹韶輝;

摘要：為探究刀具角度對單晶氮化鎵(GaN)切削誘導變形行為的影響，對金剛石納米切削單晶GaN進行了分子動力學模擬研究，開展了實驗驗證。結果表明：較大的正前角和較小的負前角可強化剪切作用，有利于切屑成形，減少原子側向流動，較大的負前角則會加深亞表層損傷。通過位錯提取算法(DXA)和晶體結構識別算法(IDS)結合應力應變分析發現較大的負前角、負后角可引起應力和溫度升高，促進位錯形核和相變，加劇非晶化。正前角...

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