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复合电镀薄壁金刚石钻头工艺优化研究

作　者: 纪银传
导　师: 杨中东
学　校: 东北大学
专　业: 环境科学
关键词: 复合电镀同步纵向磨损胎体底刃极差分析
分类号: TQ153
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 65次
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内容摘要

关于薄壁金刚石钻头钻削过程的同步纵向磨损规律目前鲜见报道,经过理论分析和实际钻削表明,越是符合同步纵向磨损规律其钻头寿命越长。本文采用复合电镀的方法制作了薄壁金刚石钻头。首先通过正交试验讨论了电流密度、pH值、温度、埋砂时间、添加剂等5个因素对工艺的影响,采用极差分析法得出5个因素的最佳水平值。然后以5个最佳水平值为基础,深入研究了埋砂次数、阳极板分布、基体壁厚等3个因素对复合镀层性能的影响。以实际钻孔评价不同工艺条件下钻头的寿命,对比分析了钻孔前后复合镀层的磨损形貌；使用千分尺测量基体与复合镀层的同步纵向磨损量；用金相显微镜观察钻头侧刃镀层的表面形貌；用扫描电镜观察复合镀层断面组成、表面形貌和结构。复合镀层的形貌、结构、耐磨性与埋砂时间有较大关系。埋砂时间过长或者过短均会降低复合镀层的性能；埋砂次数及基体壁厚对同步纵向磨损影响较大,随着埋砂次数的增加,钻头寿命明显增加,同步纵向磨损量增大；随着基体壁厚的增加,钻头寿命呈现出先增加后减少的规律,同步纵向磨损量也表现出先增大后减小的趋势。在一定的工艺条件下,同步纵向磨损是可能的,钻头寿命的提升可以实现。复合电镀工艺可以得到一定程度上的优化和改善。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-20
  1.1 引言  11
  1.2 金刚石工具  11-12
    1.2.1 金刚石工具的分类  11-12
    1.2.2 复合电镀金刚石工具  12
  1.3 复合电镀法制作金刚石钻头的特点  12-13
  1.4 有关复合电镀金刚石钻头理论基础  13-14
    1.4.1 合金电镀  13
    1.4.2 复合电镀  13-14
  1.5 某品牌薄壁金刚石钻头钻孔分析  14-17
  1.6 薄壁型金刚石钻头磨损机理  17-18
  1.7 本文的研究内容及意义  18-19
  1.8 本文的新观点  19-20
第2章影响薄壁金刚石钻头工艺因素分析  20-27
  2.1 基体材料、胎体及金刚石颗粒选择  20-23
    2.1.1 基体材料及形状  20-21
    2.1.2 胎体成分  21-22
    2.1.3 金刚石颗粒材料  22-23
  2.2 复合电镀工艺条件  23-27
    2.2.1 阴极电流密度  23-24
    2.2.2 镀液温度  24
    2.2.3 pH值  24
    2.2.4 添加剂  24-25
    2.2.5 复合电镀工艺时间控制  25
    2.2.6 其它因素的影响  25-27
第3章薄壁金刚石钻头制作工艺试验  27-46
  3.1 实验设备及材料  27-28
  3.2 复合电镀前处理  28-30
    3.2.1 金刚石微粒镀前处理  28-29
    3.2.2 钻头基体的前处理  29-30
  3.3 镀液的组成及配制  30
    3.3.1 埋砂镀液的组成  30
    3.3.2 装饰性亮镍镀液的组成  30
  3.4 复合电镀工艺流程图  30-31
  3.5 正交试验结果的评定手段  31-33
    3.5.1 钻孔试验  31-32
    3.5.2 镀层表面质量评价及微观形貌的观察  32
    3.5.3 扫描电镜下胎体组成分析  32
    3.5.4 数理统计  32-33
  3.6 正交试验设计  33-35
    3.6.1 正交表格数据设置  33-34
    3.6.2 正交表格与结果  34-35
  3.7 正交试验结果数理统计与分析  35-40
    3.7.1 K_(jm)的计算  35-36
    3.7.2 P_(jm)及R_j的计算  36
    3.7.3 各个因素水平与P_(jm)关系走势图  36-39
    3.7.4 最优组合分析  39-40
  3.8 极差分析  40
  3.9 报废后表面形貌  40-44
    3.9.1 报废后肉眼观察表面形貌  40-41
    3.9.2 复合镀层金相显微表观形貌分析  41-44
  3.8 扫描电镜下胎体组成分析  44-45
    3.8.1 能谱分析图  44
    3.8.2 胎体组成分析结果  44-45
  3.9 本章小结  45-46
第4章薄壁金刚石钻头制作工艺优化研究  46-59
  4.1 平行试验评价方法  46
  4.2 平行试验设计  46-47
    4.2.1 埋砂次数  46-47
    4.2.2 阳极板排布  47
    4.2.3 基体壁厚  47
  4.3 平行试验结果分析与讨论  47-52
    4.3.1 埋砂次数的结果分析  47-50
    4.3.2 阳极板排布结果分析  50
    4.3.3 基体类型结果分析  50-52
  4.4 同步纵向磨损量化分析  52-54
  4.5 金相显微形貌观察  54-55
    4.5.1 侧刃金相显微形貌观察  54
    4.5.2 断面金相显微形貌观察  54-55
  4.6 断面扫描电镜观察  55-57
    4.6.1 未经打磨断面结构  55-56
    4.6.2 打磨过后断面结构  56-57
  4.7 本章小结  57-59
第5章结论  59-60
参考文献  60-63
致谢  63

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