通过微波烧结技术改善铝基金刚石磨具的机械性能和相组成的研究

《Diamond and Related Materials》：Study on improving mechanical properties and phase composition of aluminum-based diamond grinding tools by microwave sintering

　　

Ziqi Zhou|Li Yang|Ming Hou|Lei Gao|Kaihua Chen|Xiaolei Ye|Yunchuan Li|Linglong Zhu|Shenghui Guo

摘要

用于超精密加工的铝基金刚石磨具受到传统冷压烧结（CCPS）工艺外部加热缺陷的限制（如金刚石石墨化、界面结合不良、密度不均匀）。本研究采用微波冷压烧结（MCPS）技术来平衡铝基体的致密化与金刚石的热损伤，同时研究了温度对MCPS样品的影响（以CCPS工艺作为对照）。MCPS工艺通过体积内部加热实现均匀的整体升温，缩短了烧结时间，并几乎消除了金刚石的石墨化现象。在500°C的最佳温度下，MCPS样品实现了接近完全的基体致密化以及金刚石与基体之间的牢固冶金结合，且未产生Al₄C₃相。与CCPS样品相比，MCPS样品的硬度提高了52.93%，弯曲强度提高了63.76%，磨损率降低了81.12%，显著延长了使用寿命。这项工作展示了MCPS技术在高性能金属结合金刚石工具制造中的潜力，并为金属基金刚石复合材料的微波烧结机制提供了新的见解。