精密成形工程

作者：杜全斌, 姜雪, 崔冰, 陈广明, 李昂, 王蕾, 于奇, 方占江

单位：1.河南机电职业学院 河南省超硬材料智能制造装备集成重点实验室,河南 新郑 451191;<br>2.禹州七方超硬材料制品有限公司,河南 禹州 411081;<br>3.安徽工业大学 材料科学与工程学院,安徽 马鞍山 243002;<br>4.中国机械总院集团郑州机械研究所有限公司 新型钎焊材料与技术国家重点实验室,郑州 450001

关键词：金刚石,Cu-20Sn-10Ti钎料,显微组织,界面特征,磨削性能

基金：河南省高校重点科研项目（24A460008）; 河南省重点研发与推广专项科技攻关项目（242102220064,241111231600）

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&#x003b1;-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%。

来源：2025年第6期

《精密成形工程》期刊编辑部

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