石材光滑表面高效磨削工具的制备新方法及失效机制研究

提出一种制备单层固结金刚石磨削工具的新方法，并以岩石材料垂直轴磨削用金刚石磨盘为对象开展新原理制备中的关键科学与技术问题研究；建立评价结合剂与金刚石磨粒界面连接机制的相关模型；揭示所制备工具在垂直轴磨削岩石材料过程中的材料去除与工具失效机制；建立该类工具制备岩石材料光滑表面的相关界面模型；为实现岩石材料光滑表面的高效率、低污染加工寻找突破口。项目的完成对推动我国石材加工和金刚石工具制造水平具有现实的意义。

在成功搭建液态金属与金刚石磨粒之间的连接作用研究实验平台的基础上，通过仿真与实验手段，研究了液态金属与金刚石磨粒之间的界面结合机制，通过实验验证了界面反应的生成机理；结合金刚石加工磨盘的运动模型，从单颗金刚石的运动轨迹入手，对金刚石加工过程进行了仿真研究，并优化设计了垂直轴端面加工用金刚石磨盘结构；建立了金刚石工具的DEM数字模型，对金刚石工具的性能进行了仿真评价；在上述工作的基础上，设计了钎焊金刚石工具制备平台，制备出细粒度金刚石工具，并通过与改进后的常规烧结金刚石工具的对比实验，对新型金刚石工具性能进行评价。在国内外学术刊物上发表论文13篇（含录用1篇），会议论文1篇。项目执行期间，获批发明专利1项，申请发明专利1项。有8名博士、硕士研究生参加了与课题密切相关的研究工作。项目主持人参加完成的项目“石材高效加工用金刚石磨粒工具关键技术及应用”2012年获得教育部科技进步一等奖。