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真空钎焊金刚石工艺的技术优势

发布时间:2019/7/19 9:02:36

  

  金刚石由于其高硬度的优良物理机械性能,使得金刚石工具成为加工各种硬材料不可缺少的工具。

  因为金刚石与一般金属合金之间具有很高的界面能,所以金刚石颗粒不能被一般低熔点的合金所浸润,从而导致粘结性极差。传统的制造技术,使得金刚石颗粒仅靠胎体冷缩后产生机械夹持力镶嵌于胎体金属基,不能形成牢固化学键结或冶金结合,导致金刚石颗粒工作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。大部分孕镶式工具金刚石利用率较低。

  金刚石表面金属化的问题在上世纪70年代就引起了国内外金刚石工具制造界的高度重视。研究人员致力于烧结过程实现金刚石表面金属化的研究,胎体材料添加或金刚石表面预粘上强碳化物金属粉末,以期望它们在烧结过程实现对金刚石化学键结合。从实现金刚石表面预金属化所用工艺来看,需真空条件下、600℃以上加热1小时才能得到理想结合力。以目前常用孕镶金刚石切削工具烧结条件来看,非真空或低真空不超过900℃加热5分钟左右,不大可能使金刚石表面生成金属化层。因为无论活性金属原子(Ti、V、Cr等)向金刚石表面富集还界面反应达到结合剂与金刚石冶金结合都原子扩散过程,根据热压所用温度及这样短时间内,这个过程极不充分。固相烧结条件下,胎体对金刚石化学键结或冶金结合力十分弱或根本不会形成。

  金刚石表面预金属化不是研究的最终目的,镀覆后金刚石烧结成锯(钻)齿后,其折断面上暴露出的金刚石均失去了镀层,而脱落了金刚石残留坑表面却十分光滑。这种现象似乎说明了金刚石与胎体还未能达到化学包镶水平。因而即使实现了金刚石表面预金属化,传统固相粉末冶金烧结法也不可能实现金刚石与胎体材料间牢固结合。

  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。采用金刚石表面镀覆某些过渡族元素,与其发生化学反应表面形成碳化物。通过这层碳化物作用,金刚石、结合剂、基体三者就能通过钎焊实现牢固化学冶金结合,从而实现真正金刚石表面金属化,这就金刚石的钎焊原理。从已发表的专利文章可以看出,该技术可使金刚石最大出刃值达到粒径2/3,工具寿命提高3倍以上,而常规下该值不足1/3。所以,采用钎焊技术可望实现胎体金属与母体材料—金刚石钢基体之间牢固结合。

  禹州市七方超硬材料制品有限公司,在金刚石的金属钎焊工艺上有着国内领先的技术,所采用的是高真空钎焊技术,该技术在国际上可以媲美德国工艺,实践验证,质量保证,欢迎广大朋友前来了解拓展。

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