促進(jìn)和推廣稀土在金剛石工具制造領(lǐng)域中的應(yīng)用

   通過在不同類別金剛石節(jié)塊中添加或不添加稀土元素，觀察其力學(xué)性能的變化，并進(jìn)行比較分析，探討稀土元素對(duì)不同類別金剛石節(jié)塊力學(xué)性能的影響機(jī)制，以促進(jìn)和推廣稀土在金剛石工具制造領(lǐng)域中的應(yīng)用。選擇cbn砂輪進(jìn)行磨削的基本標(biāo)準(zhǔn)金屬基金剛石工具結(jié)合劑中添加少量稀土元素可以細(xì)化胎體晶粒，凈化金剛石與胎體界面，從而改善結(jié)合劑與金剛石的界面結(jié)合狀態(tài)。金屬結(jié)合劑金剛石工具包括磨粒及金屬胎體兩部分，金屬胎體用來固結(jié)金剛石磨粒，并使之有適當(dāng)?shù)某鋈小?/p>

   實(shí)際加工中，要求金剛石工具胎體既要能牢固把持金剛石又要與其“匹配”磨損。通過在不同類別金剛石節(jié)塊中添加或不添加稀土元素，觀察其力學(xué)性能的變化，并進(jìn)行比較分析，探討稀土元素對(duì)不同類別金剛石節(jié)塊力學(xué)性能的影響機(jī)制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明稀土元素對(duì)不同類別金剛石節(jié)塊抗彎強(qiáng)度的影響較為顯著，同時(shí)，在銅基中加入稀土元素，可以加強(qiáng)金剛石與周圍胎體的結(jié)合狀況，提高胎體對(duì)金剛石的把持力。研究成果將有利于促進(jìn)和推廣稀土在金剛石工具制造領(lǐng)域中的應(yīng)用。

    胎體的性能主要取決于胎體材料的成分及其微觀結(jié)構(gòu)。因此不少學(xué)者都致力于改進(jìn)胎體的性能，添加少量稀土元素就是其中一種依法。當(dāng)La含量達(dá)0.75（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)，金剛石胎體的抗彎強(qiáng)度提高39.8，磨損后金剛石在胎體中的出露高度提高30。吳貽琨等學(xué)者在鐵基胎體中加入0.8（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的La 和Nd，金剛石切塊的抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性分別提高了19.7和23。金剛石由于其極高的硬度被廣泛應(yīng)用于地質(zhì)勘探和脆硬材料的切割、磨削及拋光等領(lǐng)域。金屬結(jié)合劑金剛石工具在石材、混凝土切割中有著廣泛的應(yīng)用。

   在金屬結(jié)合劑中添加少量稀土元素可以細(xì)化胎體晶粒，凈化金剛石與胎體界面，從而改善結(jié)合劑與金剛石的界面結(jié)合狀態(tài)。孫毓超研究發(fā)現(xiàn)，在銅基胎體中加入稀土元素La、Ce可以提高金剛石和胎體的結(jié)合力、胎體的機(jī)械性能、金剛石的出刃高度以及改善金剛石工具的自銳性等作用，且對(duì)工具的耐磨性影響不大。宋月清等學(xué)者在研究稀土元素鑭對(duì)金剛石工具胎體作用的影響機(jī)理過程中發(fā)現(xiàn)添加稀土LaNi5合金粉末，可顯著提高胎體的抗彎強(qiáng)度和金剛石出刃高度。金屬結(jié)合劑的種類不同以及稀土元素的加入形式不同，其效果有明顯的差別。