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第一章 绪论1

第一节 金刚石工具的发展历程1

第二节 金刚石工具的分类3

一、金刚石微粉磨料3

二、单晶金刚石4

三、镶嵌金刚石工具5

四、金刚石聚晶（PCD）7

五、CVD金刚石9

第三节 金刚石工具的应用10

第二章 金刚石12

第一节 金刚石的性质12

一、金刚石的晶体结构与形态12

二、金刚石的主要性质15

第二节 天然金刚石20

一、天然金刚石矿床分布及储量情况20

二、天然金刚石的开发20

三、工业金刚石质量等级21

四、天然金刚石粒度22

第三节 人造金刚石22

一、石墨转化金刚石的机理23

二、人造金刚石单晶合成理论24

三、人造金刚石合成方法28

四、人造金刚石的基本表征37

第四节 金刚石烧结体41

一、聚晶金刚石41

二、金刚石复合片45

第三章 金刚石预处理49

第一节 机械方法处理49

一、整粒49

二、浑圆化处理49

三、抛光处理50

第二节 金刚石表面金属化50

一、覆膜的作用50

二、覆膜基本原理52

三、覆膜方法56

第四章 金刚石工具切削的理论模型61

第一节 圆锯片切割的理论模型61

第二节 框架锯切割的理论模型64

第三节 绳锯锯切的理论模型66

第四节 取心钻切的理论模型68

第五节 小结69

第五章 金刚石钻头设计72

第一节 概述72

一、金刚石钻头的类型72

二、钻头类型的使用范围72

三、岩石的力学性质及其测量72

四、钻头规格尺寸77

第二节 表镶金刚石钻头结构参数选择77

一、天然金刚石表镶钻头77

二、人造聚晶表镶钻头83

三、复合片（PDC）钻头85

第三节 孕镶金刚石取心钻头结构参数选择87

一、钻头组成和工作层的尺寸87

二、钻头唇面形状87

三、钻头的工作层88

四、金刚石品级和粒度92

五、金刚石浓度和金刚石在唇面上的分布92

六、钻头的保径94

七、水路系统94

第四节 不取心金刚石钻头结构特点101

一、全面钻头的结构特点101

二、设计原则102

第六章 其他加工用途的金刚石工具105

第一节 概述105

一、金刚石工具分类105

二、金刚石工具应用105

第二节 金刚石圆锯片106

一、金刚石圆锯片分类106

二、圆锯片的基体材料和刀头结构参数109

三、圆锯片刀头胎体体系110

四、影响锯片使用因素112

第三节 金刚石框架锯片114

一、框架锯的应用114

二、金刚石框锯结构114

三、基体材料及金刚石刀头参数114

四、框架锯的分类116

第四节 金刚石绳锯116

一、金刚石绳锯应用116

二、金刚石绳锯结构117

三、金刚石绳锯失效形式和原因119

第五节 金刚石线锯120

一、金刚石线锯应用120

二、金刚石线锯分类121

第六节 金刚石铣磨工具121

一、金刚石铣磨工具应用121

二、金刚石铣磨工具分类122

三、铣磨工序122

第七节 金刚石抛光材料123

一、金刚石抛光材料分类123

二、金刚石研磨膏123

第七章 粉末冶金基础知识及金刚石工具制造125

第一节 金属粉末125

一、金属粉末的制法125

二、粉末性能126

三、粉末粒度及其测定131

四、粉末的比表面及其测定133

第二节 成形133

一、成形前的原料预处理133

二、金属粉末的压制过程134

三、压制过程中力的分析137

四、压坯密度的分布140

五、影响压制过程的因素142

第三节 烧结145

一、烧结过程的热力学基础145

二、烧结的热力学问题146

三、烧结机制147

四、单元系烧结149

五、多元系固相烧结152

六、液相烧结155

七、液相烧结合金举例160

八、熔浸161

九、烧结气氛161

十、热压162

第四节 热压法制造金刚石钻头163

一、工艺流程163

二、模具和钢体设计163

三、胎体配方166

四、装料计算170

五、热压烧结171

第五节 冷压法制造金刚石工具175

一、冷压浸渍法制造金刚石钻头175

二、冷压烧结（焊接）锯片181

三、配方设计186

四、结合剂的配制188

五、压制成形188

六、烧结194

第六节 无压浸渍法制造金刚石钻头和扩孔器198

一、无压浸渍法制造金刚石钻头198

二、无压浸渍法制造扩孔器200

第七节 电阻炉加热法制造金刚石锯片刀头204

一、设备204

二、制造工艺205

第八节 胎体性能及其测定方法206

一、抗弯强度206

二、冲击韧性207

三、胎体硬度207

四、胎体耐磨性207

五、胎体抗冲蚀性207

六、孕镶块包镶金刚石的能力208

七、胎体的金相检验209

八、钻头加工要求209

第八章 电镀基础知识及金刚石工具制造210

第一节 电化学基础210

一、电流通过电镀槽所引起的变化210

二、法拉第定律211

三、溶液的电导率及其影响因素212

四、电极的极化213

第二节 电解液的分散能力222

一、分散能力的概述222

二、影响电流在阴极上分布的因素222

三、金属在阴极上的分布225

四、改善电解液分散能力的途径226

五、分散能力的测定方法228

第三节 金属制品的镀前预处理229

一、机械处理230

二、除油230

三、浸蚀233

第四节 典型电镀237

一、硫酸盐电解液镀镍237

二、氟硼酸电解液镀镍239

三、镀镍层的氢麻点及针孔239

四、镀镍电解液中的污物240

五、光亮镀镍241

六、镍-钴合金电镀242

第五节 电镀设备及电镀间的工业卫生和环境保护245

一、电镀设备245

二、电镀间的工业卫生247

三、电镀间的环境保护248

第六节 电铸金刚石钻头和扩孔器249

一、电铸金刚石钻头250

二、电镀扩孔器253

第七节 电镀金刚石制品253

一、电镀人造金刚石什锦锉254

二、电镀金刚石砂轮256

三、电镀金刚石超薄型外圆切割片256

四、电镀金刚石内圆切割锯片257

第八节 金刚石表面电镀金属工艺258

一、电镀槽258

二、电镀镍钴合金镀层259

三、电镀铜金属覆层259

第九章 金刚石工具的焊接261

第一节 概述261

第二节 银钎焊261

一、银钎焊料261

二、焊剂262

三、加热设备及焊接特点262

四、焊接工艺262

第三节 其他焊接方法266

一、高强度焊接合金的焊接266

二、激光焊接267

三、机械镶嵌267

第十章 影响金刚石钻头和锯片使用的基本因素269

第一节 影响金刚石钻头使用的基本因素269

一、钻具组合269

二、温度因素对金刚石钻头使用的影响270

三、钻进规程参数273

第二节 影响金刚石锯片使用的基本因素274

一、岩石性能对锯片锯切的影响274

二、锯切工艺及参数276

附录1 冶金系列普通双管、单管钻头规格尺寸（YBⅢ-B82）280

附录2 冶金系列绳索取心钻头规格尺寸（YBⅢ-B82）281

附录3 冶金系列扩孔器规格尺寸（YBⅢ-B82）282

附录4（a） 地质系列双管钻头规格尺寸（DZ2.1-89）283

附录4（b） 地质系列单管钻头规格尺寸（DZ2.1-89）283

附录4（c） 地质系列绳索取心钻头规格尺寸（DZ2.1-87）284

附录4（d） 地质系列大口径工程钻头规格尺寸（DZ2.1-87）284

附录5（a） 地质系列普通双管扩孔器规格尺寸（DZ2.2-87）285

附录5（b） 地质系列普通单管扩孔器规格尺寸（DZ2.1-87）285

附录5（c） 地质系列绳索取心扩孔器规格尺寸（DZ2.1-87）286

附录6 地质系列金刚石岩心钻探钻具级配287

附录7 冶金系列金刚石岩心钻探钻具级配288

主要参考文献289