金刚石粒径对钻具表面镍铜超疏水镀层性能的影响

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作者 闻棋 李涛 +1 位作者 段隆臣 潘秉锁 《煤田地质与勘探》 北大核心 2025年第3期243-250,共8页

【目的】在钻探工具表面施加超疏水涂层能有效缓解钻头因泥包和岩心内管堵塞所带来的挑战,然而,超疏水表面的机械稳定性不足,这一局限性在一定程度上阻碍了其在实际作业中的广泛应用。【方法】为提高镀层的耐久性,通过复合电沉积技术将... 【目的】在钻探工具表面施加超疏水涂层能有效缓解钻头因泥包和岩心内管堵塞所带来的挑战,然而,超疏水表面的机械稳定性不足,这一局限性在一定程度上阻碍了其在实际作业中的广泛应用。【方法】为提高镀层的耐久性,通过复合电沉积技术将金刚石微粉共沉积于镍铜复合镀层中,并使用1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷(1H,1H,2H,2H perfluorodecyltrimethoxysilane,PFDTES)进行表面改性。采用多种测试方法研究1μm和20μm金刚石的质量分数对复合镀层表面形貌、粗糙度、超疏水性和超疏水耐久性的影响,结合EDS和FTIR技术分析复合镀层的化学成分,并进行了冲刷磨损实验。【结果和结论】结果表明:(1)高比例的1μm金刚石促进了花椰菜状团簇的形成和发育,显著提升了镀层的超疏水性。氟化改性后镀层表面成功接枝PFDTES分子,有效降低了表面能。(2)只含有1μm金刚石的镀层展现出最佳的微纳分级结构,具有优异的超疏水性能,接触角高达159.3°±1.5°,滚动角为0.5°±0.2°。(3)冲刷磨损实验显示,1μm金刚石增强了花椰菜状团簇的强度和硬度,而20μm金刚石可以保护团簇,尤其是侧面,免受石英砂的直接磨损。当1μm金刚石质量分数为75%时,两种粒径金刚石的协同保护效果最佳,镀层展现出优异的超疏水耐久性和防泥皮结垢效果。研究成果不仅为解决钻探作业中频发的钻头泥包和钻具内壁泥皮结垢问题提供了可行的解决方案,还为增强超疏水涂层的耐久性拓展了思路,具有显著的潜在应用价值。 展开更多

关键词 金刚石 粒径 电沉积 超疏水性 耐久性 镍铜复合镀层 钻具表面改性

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钎焊技术在金刚石工具中的应用 被引量：9

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作者 周玉梅 吕智 +1 位作者 章兼植 陈敢新 《工具技术》 北大核心 2004年第3期9-12,共4页

介绍了钎焊技术在金刚石应用工具中的提出背景以及目前国内外钎焊金刚石工具的研究状况。在总结国内外研究的基础上 ,初步探索了如何将钎焊技术用于孕镶工具中 ,提出钎焊工具研究过程中存在的问题及解决建议 ,并展望了钎焊金刚石工具的... 介绍了钎焊技术在金刚石应用工具中的提出背景以及目前国内外钎焊金刚石工具的研究状况。在总结国内外研究的基础上 ,初步探索了如何将钎焊技术用于孕镶工具中 ,提出钎焊工具研究过程中存在的问题及解决建议 ,并展望了钎焊金刚石工具的发展前景。 展开更多

关键词 钎焊 金刚石工具 金属化 镀覆 化学冶金结合 活性钎料

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复合镀覆Ti-Ni金刚石的钎焊应用 被引量：10

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作者 王艳辉 臧建兵 王明智 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 2001年第1期6-7,共2页

镀覆技术的研究进展表明：经过真空微蒸发镀钛、钨的金刚石单晶或聚晶，可以采用化学镀或电镀的方法在钛或钨镀层上进一步镀覆镍、钴、铬等金属，这种复合镀层与金刚石界面强力冶金结合，并且可以采用各种钎焊方法实现金刚石与多种金属... 镀覆技术的研究进展表明：经过真空微蒸发镀钛、钨的金刚石单晶或聚晶，可以采用化学镀或电镀的方法在钛或钨镀层上进一步镀覆镍、钴、铬等金属，这种复合镀层与金刚石界面强力冶金结合，并且可以采用各种钎焊方法实现金刚石与多种金属基体的焊接。复合镀覆的金刚石可用于各类表镶工具的制造，获得高出刃、高磨粒结合强度，使金刚石表镶工具的使用寿命和加工效率大幅度提高。 展开更多

关键词 复合镀层 钎焊 金刚石 表镶工具

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CVD金刚石薄膜刀具加工SiC_p/Al复合材料时的切削磨损研究 被引量：5

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作者 张登友 全燕鸣 +2 位作者 代民江 宋学兵 吴斌 《工具技术》 北大核心 2001年第10期10-12,共3页

通过用CVD金刚石薄膜涂层刀具切削加工SiC颗粒增强铝基复合材料的试验 ,研究了切削参数、刀具材料、刀具几何参数和工件材料对CVD金刚石薄膜涂层刀具磨损的影响规律 ,同时研究了SiCp/Al复合材料的切削加工性能。

关键词 涂层刀具 金刚石薄膜 刀具磨损 碳化硅 铝基复合材料

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碳纤维复合材料专用CVD金刚石涂层刀具的制备及试验研究 被引量：5

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作者 向道辉 秦强 +3 位作者 王艳凤 刘海涛 杨广宾 梁松 《工具技术》 北大核心 2015年第5期24-28,共5页

碳纤维增强复合材料(简称碳纤维复合材料)是以石墨纤维或碳纤维为增强材料的复合材料,具有耐磨性好、耐高温、强度高、密度小、比刚度高和低温性能好等优点,但在钻削过程中易使普通的硬质合金刀具磨损。而金刚石涂层刀具在钻削较硬金属... 碳纤维增强复合材料(简称碳纤维复合材料)是以石墨纤维或碳纤维为增强材料的复合材料,具有耐磨性好、耐高温、强度高、密度小、比刚度高和低温性能好等优点,但在钻削过程中易使普通的硬质合金刀具磨损。而金刚石涂层刀具在钻削较硬金属材料和非金属材料时,具有良好的切削加工性。通过CVD金刚石刀具与普通的硬质合金刀具对碳纤维复合材料的钻削试验对比以及两种刀具的磨损研究可以得出,CVD金刚石涂层刀具的钻削性能明显好于普通的硬质合金刀具。 展开更多

关键词 碳纤维复合材料 硬质合金刀具 CVD金刚石涂层刀具 钻削试验

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金刚石刀具的制造方法研究 被引量：3

6

作者 吕志勇 亢世江 《工具技术》 北大核心 2004年第2期17-18,共2页

The characteristics of diamond film are very well. With the improving requirement of the machining technology, the applications of diamond tools becom e wider. The main manufacturing methods of diamond tools are descr... The characteristics of diamond film are very well. With the improving requirement of the machining technology, the applications of diamond tools becom e wider. The main manufacturing methods of diamond tools are described. 展开更多

关键词 金刚石刀具 钎焊 镀膜 烧结 制造方法

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CVD金刚石薄膜涂层刀具切削SiC_P/Al的适应性及失效机理 被引量：2

7

作者 全燕鸣 林金萍 张登友 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 2002年第4期10-12,共3页

用切削力实时测量、后刀面磨损量检测以及扫描电镜下检查刀面涂层等手段,研究了CVD金刚石薄膜涂层刀具对切削SiCp/Al从复合材料的适应性,并探索了金刚石薄膜刀具的磨损破损机理及其影响因素。结果表明,金刚石薄膜脱落是这类刀具的主要... 用切削力实时测量、后刀面磨损量检测以及扫描电镜下检查刀面涂层等手段,研究了CVD金刚石薄膜涂层刀具对切削SiCp/Al从复合材料的适应性,并探索了金刚石薄膜刀具的磨损破损机理及其影响因素。结果表明,金刚石薄膜脱落是这类刀具的主要失效形式;适当参数下沉积的金刚石薄膜涂层刀具对某些成分和组织结构的SiCp/Al精加工和半精加工具有较好的适应性。 展开更多

关键词 复合材料 切削加工 涂层刀具 金刚石薄膜 失效机理

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YT15硬质合金成形铣刀的金刚石涂层制备及应用研究 被引量：2

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作者 张晓辉 许幸新 +2 位作者 张春林 向道辉 郑友益 《制造技术与机床》 北大核心 2014年第10期107-111,共5页

针对YT15硬质合金B212型成形铣刀片,采用两种不同的化学试剂对硬质合金基体预处理,以热丝化学气相沉积的方法沉积微米级金刚石薄膜。以65%高体分SiC颗粒增强铝基复合材料为试件材料,对比考察了金刚石薄膜涂层成形铣刀与未涂层硬质合金... 针对YT15硬质合金B212型成形铣刀片,采用两种不同的化学试剂对硬质合金基体预处理,以热丝化学气相沉积的方法沉积微米级金刚石薄膜。以65%高体分SiC颗粒增强铝基复合材料为试件材料,对比考察了金刚石薄膜涂层成形铣刀与未涂层硬质合金铣刀的切削特性,从而对铣刀的涂层效果进行评价。结果表明:经预处理后的YT类硬质合金表面粗糙度较YG类减小约10%,以平行布置热丝方式和现有的沉积工艺涂覆的金刚石薄膜均匀性较好;涂覆的金刚石薄膜在铣削过程中具有良好的附着强度,且经酸碱预处理及相应的涂层工艺较适合此类材料的粗加工,醇碱预处理方法较适合其半精加工;涂层刀具持续加工后的工件表面质量优于且稳定于未涂层刀具。 展开更多

关键词 YT15硬质合金成形刀具 金刚石涂层 热丝化学气相沉积 铣削特性 高体分复合材料

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激光熔覆TiC_P／Ni基自熔合金复合耐磨涂层的组织 被引量：5

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作者 裴宇韬 欧阳家虎 雷廷权 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1994年第2期97-100,共4页

在４５钢表面激光熔覆３０％ｖｏｌＴｉＣｐ－Ｎｉ基自熔合金复合耐磨涂层，其组织由ＴｉＣ颗粒、γ－Ｎｉ与Ｃｒ２３Ｃ６型碳化物的共晶及γ固溶体枝状初晶组成．因冷却速度的差异，在涂层的不同部位分别得到了典型的花瓣状和规则六边... 在４５钢表面激光熔覆３０％ｖｏｌＴｉＣｐ－Ｎｉ基自熔合金复合耐磨涂层，其组织由ＴｉＣ颗粒、γ－Ｎｉ与Ｃｒ２３Ｃ６型碳化物的共晶及γ固溶体枝状初晶组成．因冷却速度的差异，在涂层的不同部位分别得到了典型的花瓣状和规则六边形ＴｉＣ颗粒。ＴｉＣ颗粒与γ－Ｎｉ基体有一定的取向关系。 展开更多

关键词 激光熔覆 碳化钛 颗粒 镍基合金基

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复杂形状硬质合金刀具金刚石涂层的制备及铣削特性研究 被引量：1

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作者 许幸新 张晓辉 +1 位作者 张春林 郑友益 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期63-68,共6页

采用热丝化学气相沉积法,以平行布置热丝方式及优化的预处理和沉积工艺,在复杂形状硬质合金立式键槽铣刀表面制备出均匀的微米级金刚石薄膜。通过扫描电镜和拉曼光谱研究了金刚石薄膜的形貌和成分。以高体积分数（65%）SiCP/Al复合材料... 采用热丝化学气相沉积法,以平行布置热丝方式及优化的预处理和沉积工艺,在复杂形状硬质合金立式键槽铣刀表面制备出均匀的微米级金刚石薄膜。通过扫描电镜和拉曼光谱研究了金刚石薄膜的形貌和成分。以高体积分数（65%）SiCP/Al复合材料为工件材料进行铣削试验,对比考察了金刚石薄膜涂层铣刀和无涂层铣刀的铣削特性。结果表明：在相同的铣削用量条件下,金刚石涂层铣刀的铣削力比无涂层铣刀的降低20%～60%;涂覆的金刚石薄膜附着强度较好,有效减轻了刀具磨损,使其寿命提高3～5倍;加工初期,无涂层刀具加工工件表面质量较好,但加工中后期工件表面质量迅速恶化,而金刚石涂层刀具加工工件的表面质量较稳定。 展开更多

关键词 复杂形状硬质合金刀具 金刚石涂层 热丝化学气相沉积 SICP AL复合材料 铣削特性

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YT类硬质合金金刚石涂层成形刀具对高体积分数SiC_P/Al复合材料的铣削特性研究 被引量：1

11

作者 张晓辉 许幸新 +2 位作者 张春林 向道辉 郑友益 《稀有金属与硬质合金》 CAS CSCD 北大核心 2014年第5期60-64,共5页

采用热丝化学气相沉积法在B212型YT15硬质合金成形铣刀片上制备了微米级金刚石涂层,并以65%SiC颗粒增强铝基复合材料为试件材料进行铣削试验。通过与未涂层硬质合金铣刀进行对比,评价了金刚石涂层硬质合金成形铣刀的涂层效果。结果表明... 采用热丝化学气相沉积法在B212型YT15硬质合金成形铣刀片上制备了微米级金刚石涂层,并以65%SiC颗粒增强铝基复合材料为试件材料进行铣削试验。通过与未涂层硬质合金铣刀进行对比,评价了金刚石涂层硬质合金成形铣刀的涂层效果。结果表明：在相同的切削参数下,金刚石涂层硬质合金刀具各种铣削力比未涂层硬质合金刀具的降低50%-65%;所涂覆金刚石薄膜在铣削过程中具有良好的膜-基附着强度,且经酸碱预处理的涂层硬质合金刀具较适合于高体积分数SiCP/Al复合材料的粗加工,醇碱预处理的涂层硬质合金刀具较适合于其半精加工;涂层硬质合金刀具持续加工的工件表面质量优于未涂层硬质合金刀具所加工,且所铣槽的成形精度较未涂层硬质合金刀具所铣槽提高约30%。 展开更多

关键词 YT15硬质合金成形刀具 金刚石涂层 热丝化学气相沉积 高体积分数SiCP/Al复合材料 铣削特性

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金刚石/NiCrBSi钎涂接头组织与耐磨性能分析 被引量：21

12

作者 秦建 龙伟民 +2 位作者 路全彬 李胜男 黄俊兰 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期457-461,共5页

采用真空钎焊方法在65Mn钢表面制备了金刚石/NiCrBSi复合涂层,对其物相组成进行了分析,并对其耐磨性能进行了测试。试验结果表明:金刚石/NiCrBSi复合涂层成形良好,复合涂层与钢基体之间形成了厚度约为20μm的钎焊反应界面,实现了良好的... 采用真空钎焊方法在65Mn钢表面制备了金刚石/NiCrBSi复合涂层,对其物相组成进行了分析,并对其耐磨性能进行了测试。试验结果表明:金刚石/NiCrBSi复合涂层成形良好,复合涂层与钢基体之间形成了厚度约为20μm的钎焊反应界面,实现了良好的冶金结合;金刚石弥散分布在涂层中,与钎料合金发生了冶金反应,生成了Cr/C化合物,其硬度达1150HV;复合涂层中还存在有Ni固溶体相、Cr/B相以及Ni 3Si和Ni 3B组成的共晶相,各物相显微硬度均远高于65Mn基体硬度;在相同磨损试验条件下,65Mn钢失重达1.3509 g,金刚石/NiCrBSi复合涂层失重0.2214 g,仅为65Mn基体的1/6。 展开更多

关键词 钎涂 复合涂层 金刚石 NICRBSI 耐磨性

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