Zn对Cu-20Sn-10Ti钎焊金刚石界面特征和耐磨性的影响

目的改善Cu-20Sn-10Ti钎焊金刚石宏观形貌和界面区钎料合金显微组织,减少钎焊接头孔洞、裂纹和粗大脆性相等缺陷,提高钎焊金刚石工具的磨削性能。方法采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和摩擦磨损试验机等设备,研究了Zn对Cu-Sn-Ti钎焊金刚石界面特性及磨削性能的影响规律。结果当Zn质量分数为4.5%时,钎焊金刚石近界面区及钎料层没有产生裂纹和孔洞,具有最佳的宏观形貌和最适宜的金刚石出露度55%。界面区钎料合金显微组织主要由灰色α-Cu相和灰白CuSn3Ti5相组成,随着Zn含量的增加,CuSn3Ti5相逐渐细化,当Zn质量分数为4.5%时,细化效果最佳。不添加Zn时,钎焊金刚石表面形成了连续致密易剥离的TiC层,随着Zn含量的增加,TiC层逐渐变为断续长絮状、颗粒状,且TiC层厚度逐渐减小。当Zn质量分数为7.5%时,局部生成TiC且无法完全覆盖金刚石表面。随着Zn含量的增加,钎焊金刚石试样的摩擦因数、不均匀磨损率呈先减小后增大的趋势,去除量呈先增大后减小的趋势。当Zn质量分数为4.5%时,钎料金刚石试样具有最小的摩擦因数(0.25)和不均匀磨损率(16.67%)以及最大的材料去除量(49.15 mg)。结论综合钎焊金刚石试样的宏观形貌、界面结合状态和磨削性能,在Cu-20Sn-10Ti钎料中添加Zn的最佳质量分数为4.5%。

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本文档关键词:金刚石,界面,特征,钎焊,耐磨性