金刚石工具厂

钎焊技术在金刚石工具应用问题的提出

　　金刚石的高硬度和优良物理机械性能使得金刚石工具成为加工各种坚硬材料不可缺少的有效工具。胎体金属基对金刚石的粘结性（胎体的包镶能力）是影响金刚石工具使用寿命和性能的主要因素之一。

　　由于金刚石与一般金属和合金之间具有很高的界面能，致使金刚石颗粒不能为一般低熔点合金所浸润，粘结性极差，在传统的制造技术中，金刚石颗粒仅靠胎体冷缩后产生的机械夹持力镶嵌于胎体金属基中，而没有形成牢固的化学键结或冶金结合，导致金刚石颗粒在工作中易与胎体金属基分离，大大降低了金刚石工具的寿命及性能水平。大部分孕镶式工具中金刚石的利用率较低，大量昂贵的金刚石在工作中脱落流失于废屑之中。林增栋等率先利用金刚石表面金属化技术来赋予金刚石表面许多新的特性，如优良的导热导电性、热稳性好，改善其原有的理化性能，提高其对金属或合金溶液的浸润性等。

　　上个世纪八十年代末，人们开始探索钎焊技术用于金刚石工具制作。采用在金刚石表面镀覆某些过渡族元素（如Ti、Cr、W等），并与其发生化学反应在表面形成碳化物。通过这层碳化物的作用，金刚石、结合剂、基体三者就能通过钎焊实现牢固的化学冶金结合，从而实现真正的金刚石表面金属化 金刚石，这就是金刚石钎焊的原理。从已发表的专利和文章中可以看出，该技术可使金刚石最大出刃值达到粒径的2/3，工具寿命提高3倍以上 金刚石制备，而常规下该值不足1/3，允许出刃值可用开刃作业达稳定出刃值时来获取。所以，采用钎焊技术可望实现胎体金属（钎料）与母体材料—金刚石和钢基体之间的牢固结合。

钎焊技术在金刚石工具应用中存在的问题

　　金刚石钎焊时存在着许多急需解决的难点：①要求钎料对金刚石和胎体有良好浸润性和结合强度；②钎焊材料及钎焊工艺的选择要保证金刚石的稳定性 金刚石工具厂，以减少或避免钎料对金刚石的侵蚀；③由于金刚石和金属基体的热膨胀系数差异较大，因而焊接残余应力也较大，降低接头的强度；④钎料的熔点要高于金刚石工具的工作温度，所以应寻找熔点较低并与金刚石膨胀系数接近的金属（合金）材料作为钎料，再考虑加入某些活性元素以改善对金刚石的浸润性和亲和性，达到既能粘结金刚石又能满足胎体机械性能的目的。此外，金刚石表面金属化的实现方式、表面金属与钎料的匹配和选择、钎剂和气体介质的选择等关键技术还需进一步成熟和优化。

　　金刚石工具的使用效率与寿命除取决于金刚石磨粒被镶嵌的牢固程度外，还与胎体的耐磨性有关。胎体本身强度的高低、金刚石在胎体中的分布状态、金刚石的浓度等都会对胎体的耐磨性产生影响，所以，如何使胎体达到理想的状态也是今后工作中值得注意的问题。

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