第一章 概论 1
第一节 金刚石烧结制品的特征及概念 1
一、金刚石烧结制品的特征及概念 1
二、金刚石烧结制品的基本类型 1
第二节 金刚石烧结制品的发展 2
一、金刚石磨具发展史 2
二、金刚石锯切工具发展史 2
三、金刚石钻探工具发展史 3
四、其他金刚石工具的发展 3
第三节 金刚石烧结制品在工业应用领域中的地位与作用 3
一、机械加工工业 3
二、建筑工程与建材工业 4
三、地质钻探与开采工业 4
四、光学玻璃工业 5
五、电子电器工业 5
第二章 金属粉末性能及检测 6
第一节 粉末性能 6
一、化学成分 6
二、颗粒形状 6
三、粉末颗粒的密度 7
四、粒度及粒度组成 7
五、比表面 9
六、工艺性能 9
第二节 粉末的性能检测 11
一、粉末化学成分分析 11
二、粉末粒度及粒度组成的测定 12
第三章 压制成型理论 16
第一节 压制现象 16
一、粉末的位移和变形 16
二、粉末压坯强度的形成 17
三、影响压坯强度的因素 18
四、压坯强度的测定 19
第二节 压制成型中力的分析 19
一、侧压力 20
二、外摩擦力 20
三、脱模压力 21
第三节 压制压力与密度的关系 22
一、压坯密度与压制压力之间的变化规律 22
二、压坯密度与压制压力关系的数学解析 23
第四节 压坯密度的分布 25
一、单向压制时压坯密度的分布 25
二、双向压制时密度的分布 25
三、等静压制时密度的分布 26
第五节 影响压制成型过程的主要因素 27
一、原材料的影响 27
二、压制成型条件 28
第四章 烧结理论 30
第一节 烧结的概念与分类 30
第二节 烧结的热力学基础 31
一、单元烧结的动力 31
二、多元烧结动力 33
第三节 烧结动力学 34
一、粘合作用 34
二、流动传质 35
三、扩散传质 36
四、再结晶与晶粒长大 38
五、综合烧结理论 40
第四节 固相烧结 41
一、单元系烧结 41
二、多元系固相烧结 41
第五节 液相烧结 43
一、液相烧结过程 43
二、熔浸 44
第六节 热压 45
第七节 影响烧结过程的主要因素 46
一、烧结温度的影响 46
二、烧结时间的影响 47
三、烧结气氛的影响 48
四、粉末性能的影响 48
五、添加物的影响 49
六、压力的影响 50
第五章 金刚石磨具的结构、特征及标记 51
第一节 金刚石磨具的结构 51
第二节 金刚石磨具的特征及标记 51
第六章 金刚石磨具的原材料 65
第一节 基体 65
一、基体的材质 65
二、基体的结构 65
三、基体的机械加工 67
第二节 金刚石磨料 68
一、品种 68
二、质量标准 69
三、性能特点 69
第三节 金属粉末的品种和技术条件 70
一、金属粉末品种 70
二、金属粉末的技术条件 71
三、金属粉末的化学成分 72
第四节 金属粉末的理化性能 73
一、金属粉末的化学性质 73
二、金属粉末的物理性质 74
三、金属粉末的工艺性能 77
第五节 金属粉末使用前的预处理 77
一、粒度处理 78
二、还原处理 78
三、退火处理 80
第六节 其它原材料 80
一、非金属粉末添加剂 80
二、润湿剂、临时粘结剂、润滑剂 81
第七章 金刚石磨具的结合剂 83
第一节 结合剂的类型及其组成 83
一、金属结合剂的分类 83
二、青铜结合剂的类型及其组成 84
第二节 结合剂的性能 84
一、工艺性能 85
二、使用性能 87
第三节 结合剂的配制 89
一、配料计算 89
二、混料机械 89
三、配混料操作工艺 90
四、结合剂的检查和贮存 91
第八章 金刚石磨具的配方设计 92
第一节 磨具配方设计概述 92
一、配方设计的原则 92
二、配方设计的任务 92
三、配方试验项目及试验程序 94
第二节 结合剂成分及配比的选择 95
一、铜锡合金的性能及配比的选择 95
二、锌的作用及用量选择 98
三、银的作用及用量选择 99
四、镍的作用及用量选择 100
五、铅的作用及用量选择 100
六、铝的作用及用量选择 101
七、铍的作用及用量选择 102
八、钛、铬、钼等金属元素的作用及用量选择 102
九、非金属添加剂的作用及用量选择 103
第三节 磨具配方的设计计算 103
一、磨具配方及配方计算简介 103
二、磨具成型体积的计算 105
三、成型密度的计算 108
四、磨具成型料的计算 109
第四节 磨具配方试验设计方法 110
一、黄金分割 110
二、正交设计 111
三、线性回归 116
四、其它试验设计方法 118
第九章 金刚石磨具压制成型工艺 122
第一节 金刚石磨具成型工艺概述 122
一、冷压法与热压法生产工艺流程 122
二、冷压法与热压法工艺评价 123
第二节 压制成型模具的设计 124
一、模具结构 124
二、模具的材料选择与技术要求 125
三、模具各部分尺寸设计 125
第三节 成型料的配混 128
一、成型料的组成 128
二、成型料配混工艺 129
三、成型料配混用工具和衡器 129
第四节 磨具的压制成型 130
一、压机的种类与选择 130
二、成型压力的确定 131
三、成型压力的计算 131
四、压制成型操作 132
第五节 压坯质量检查 134
第十章 金刚石磨具烧结工艺 135
第一节 烧结设备 136
一、管式炉 136
二、钟罩炉 137
三、中频感应炉 137
四、内热电阻炉 139
第二节 烧结气氛 139
一、氨分解气 139
二、煤气 140
三、木炭 141
第三节 烧结工艺 141
一、烧结曲线 141
二、操作 144
第四节 烧结废品分析 146
第十一章 金刚石磨具的后加工与质量检查 149
第一节 金刚石磨具的后加工 149
一、车加工 149
二、磨加工 152
第二节 金刚石磨具的质量检查 154
一、外观检查 154
二、几何尺寸检查 154
三、砂轮的动平衡检查 155
第十二章 特殊类型的金刚石磨具制造 157
第一节 光学玻璃加工用金刚石精磨片的制造 157
一、概述 157
二、精磨片的制造 158
第二节 水磨石加工用金刚石磨块的制造 159
一、磨块的种类 160
二、磨块的规格 160
三、磨块的制造工艺 160
第三节 玻化砖加工用金刚石磨辊的制造 162
一、磨辊的主要规格 162
二、磨辊的制造工艺 163
第十三章 金刚石锯切工具概述 165
第一节 金刚石锯切工具的发展历程 165
第二节 金刚石锯切工具的种类与结构 167
一、按形状分类 167
二、按制造方法分类 168
三、按用途分类 169
第三节 金刚石锯切工具制造方法概述 170
一、冷压烧结法 170
二、电镀法制造锯切工具 173
三、滚压法和挤压法制造锯切工具 173
四、热压-焊接法 174
第十四章 金刚石锯切工具用原材料 175
第一节 金刚石 175
一、圆锯片锯割石材时金刚石的磨损特性 175
二、锯切工具用金刚石的技术要求 176
三、锯切工具用金刚石 178
四、锯切工具用金刚石的新进展 182
第二节 基体 184
一、基体的作用 184
二、基体的材质及技术要求 184
三、基体的形状特征 187
四、特殊形式的基体 188
五、国内外基体生产企业概况 189
六、排锯基体简介 190
第三节 结合剂 191
一、结合剂的作用 191
二、结合剂需要具备的特性 191
三、影响结合剂(胎体)性能的因素研究 198
四、稀土元素铈(Ce)对胎体性能影响的研究 199
五、金刚石锯切工具结合剂基本类型介绍 201
第十五章 金刚石节块的制造 204
第一节 配混料工艺及设备 204
一、结合剂的配混料工艺 204
二、金刚石层成型料的配混 205
三、过渡层的混配 205
四、混配料设备 205
五、金刚石与结合剂的制粒技术 207
第二节 模具的材质与结构 207
一、预压-煅烧-热压工艺方法所用模具材质及结构 208
二、预压-热压烧结工艺所用模具材质和结构 209
三、模具石墨的性能 210
第三节 热压设备 211
一、预压-煅烧-热压法所用热压设备 211
二、预夺-热压烧结工艺所用热压设备 211
第四节 金刚石节块制造工艺 214
一、金刚石圆锯片节块形状结构及其加工方法 214
二、节块制造的工艺流程图 216
三、成型料的计算 216
四、冷压成型 217
五、热压烧结成型 218
第五节 磨弧 220
一、磨弧设备 220
二、磨弧用砂轮 222
三、磨弧操作规程 222
第十六章 焊接工艺及装备 223
第一节 焊接的基本原理 223
一、高频焊接原理 223
二、激光焊接原理 224
第二节 焊接设备 226
一、高频焊接设备 226
二、其它焊接设备简介 232
第三节 焊接工艺 232
一、焊接工艺流程 232
二、焊接前的准备作业 233
三、焊接工艺操作规程 233
四、焊接质量的检测 234
五、激光焊接方法介绍 235
第十七章 锯切工具的修整、开刃与整形 238
第一节 金刚石锯切工具的修整 238
一、修整操作规程 238
二、小型锯片在外圆磨床上的修整开刃 240
三、国产金刚石锯片开刃机介绍 240
第二节 锯切工具的开刃 240
第三节 锯切工具的整形 241
一、锯片基体产生内应力的原因 241
二、应力校正的方法 241
三、锯片的激光预应力调整试验 242
四、基体变形的校正 243
五、张力测试及校验设备 244
第十八章 几种专用金刚石锯切工具的制造 246
第一节 金刚石手动切割锯片的制造 246
一、中频炉烧结法 246
二、连续炉烧结法 248
三、钟罩炉烧结法 249
四、井式炉烧结法 250
五、激光焊接法 251
第二节 金刚石排锯的制造 252
一、金刚石排锯条的规格 252
二、金刚石排锯条的制造工艺 253
第三节 金刚石绳锯的制造 255
一、金刚石绳锯的基本构造 255
二、金刚石串珠制造方法概述 256
三、金刚石绳锯的组装 257
四、金刚石绳锯的使用 258
五、国内金刚石绳锯生产和使用情况综述 260
第十九章 金刚石钻进工具的种类与结构 261
第一节 概述 261
第二节 金刚石钻进工具的种类 262
一、按用途分类 262
二、按切磨材料分类 263
三、按切磨材料的镶嵌方式分类 263
四、按制造方法分类 263
第三节 金刚石钻进工具的结构特征 263
一、金刚石地质钻头的结构 263
二、油井钻头的结构 265
第二十章 金刚石地质钻头的制造 267
第一节 原材料 267
一、金刚石 267
二、钻头胎体及物理机械性能 268
三、钻头钢体 269
四、烧结时采用的保护介质 270
第二节 冷压浸渍法制造钻头 270
一、冷压浸渍法制造工艺流程 270
二、成型料的配制 270
三、成型 271
四、烧结 272
五、粘结金属加入量的计算 272
六、烧结规范的选择与确定 273
七、加工与检查 273
第三节 热压法制造钻头 274
一、热压工艺流程 274
二、成型料的配制 274
三、热压成型 275
第二十一章 金刚石油井钻头的制造 276
第一节 油井钻头参数的选择 276
一、金刚石在表镶钻头上的排布 276
二、金刚石粒度和出刃 276
三、钻头水力学计算 277
四、钻头的规格尺寸与螺纹以及钻头的偏差 278
第二节 油(气)井钻头的制造工艺 278
一、冷压-热压法 278
二、镶焊法 282
第二十二章 金刚石工程钻头的制造 284
第一节 金刚石工程钻头的分类 284
一、按用途分类 284
二、按其制造方法分类 285
三、按所用金刚石分类 285
第二节 原材料的选择 286
一、金刚石选用 286
二、钢体(基体) 286
三、胎体材料 287
第三节 工程钻头的制造工艺 288
一、模具 288
二、金属模压制工艺流程 289
三、墨模压制工艺流程 289
第二十三章 金刚石刀具 291
第一节 金刚石刀具的特点及加工范围 291
第二节 天然金刚石单晶刀具 292
一、单晶金刚石的选择 292
二、金刚石车刀切削部分几何参数的确定 292
三、金刚石单晶的研磨 293
四、金刚石的固定 294
第三节 人造金刚石聚晶刀具 294
一、人造金刚石聚晶刀具的特点及加工范围 294
二、人造金刚石聚晶刀具的制造 296
三、刀具的刃磨 297
第二十四章 金刚石拉丝模 298
第一节 金刚石拉丝模的特点 298
第二节 天然金刚石拉丝模 299
一、金刚石的选择 299
二、拉丝模孔的加工 299
三、金刚石的镶套 299
四、天然金刚石拉丝模拉丝过程中的几种常见不良现象 300
第三节 金刚石聚晶拉丝模 300
一、金刚石聚晶拉丝模的特点 300
二、金刚石聚晶拉丝模的制造 301
第二十五章 金刚石修整工具 303
第一节 概述 303
第二节 金刚石修整笔 305
一、制造工艺流程 305
二、原材料 306
三、成型料的混合 307
四、装料 307
五、热压 307
六、磨加工 308
七、笔杆装配 308
八、检查 308
第三节 金刚石修整滚轮 308
一、金刚石修整滚轮的结构及特征标志 308
二、金刚石磨料的选择 309
三、金刚石的排列和分布密度 310
四、金刚石滚轮的成型 310
五、整形 310
六、检查 310
主要参考文献 312