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金刚石工具之钎焊技术的应用

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。

目前,用钎焊法制作金刚石(或立方氮化硼)工具已开始成为热点技术,但仅局限于单层工具,对于多层实现“孕镶”尚未见有成果发表。国外的钎焊技术研究始于 20世纪80年代后期,但由于工作复杂至今仍停留在实验阶段,其应用也仅局限于单层工具;国内的高温钎焊技术研究起步较晚,与发达国家相比,研究的广度和深度远远不够,因而目前进展十分缓慢,但随着我国加入WTO,研究的步伐必然逐渐加速。

国内高温钎焊金刚石工具的研究状况

第四军医大学和西安交通大学在国内外钎焊金刚石研究的基础上,采用真空炉(真空度为0.2Pa)内高温钎焊的方法,以NiCr13P9合金为钎料,配以少量Cr粉,在高温(950℃)加压(4.9MPa)的条件下进行钎焊,从而实现了金刚石与钢基体间的牢固结合。钎料均匀分布于砂轮表面,金刚石已被牢固钎焊,触摸砂轮表面感觉相当锐利粗糙。钎料在金刚石磨粒间分布均匀,金刚石出刃高度高。其耐用度较电镀砂轮有了明显提高,工作后仅有少量金刚石脱落。

金刚石工具的允许最大出刃值可增加50%以上,在工具的功耗不增或有所降低的条件下,单位体积上工件材料的金刚石耗量减少一半以上。与电镀工具相比,也显示了无可比拟的优势。总之,钎焊技术在金刚石工具制造过程中有着很好的发展前景,应尽快使这一技术实现产业化。