摘要 通過增加鈷、鎳、鉻、鈦的比例可以提高胎體對(duì)金剛石的把持力，從而達(dá)到提高金剛石工具壽命的目的，但是過硬的胎體降低工具的切削效率。為解決壽命和效率的矛盾，采用預(yù)合金粉末替代單質(zhì)金屬粉加入胎體粉中熱壓燒結(jié)，使得胎體粉和金剛石顆粒之間形成釬焊連接。簡述了金剛石工具中人造金剛石的存在狀態(tài)，分析了金剛石從出刃、刻劃、切削、磨損、暴露、破碎到脫落的使用壽命過程，指出工具使用中大量的金剛石并非磨損失效，而是以破碎、脫落形式流失。

　　預(yù)合金粉末中含有強(qiáng)碳化物形成元素，預(yù)合金粉與金剛石的親和力強(qiáng)，在燒結(jié)過程中可以實(shí)現(xiàn)胎體與金剛石的釬接，使金剛石的出刃高度大大提高；預(yù)合金粉的熔化溫度區(qū)間與燒結(jié)溫度相匹配，避免了刀頭的毛刺、飛邊，減小裂紋發(fā)生傾向。

　　使用預(yù)合金粉末作為金剛石工具胎體的結(jié)合劑，易于調(diào)整胎體性能，使之更適宜于加工對(duì)象，同時(shí)由于預(yù)合金是預(yù)先熔煉成合金，然后猜制成粉末的，所以每顆粉末中都包含了組成合金的各種金屬元素，這比機(jī)械混合多種單質(zhì)金屬粉末要均勻、可靠的多。

　　預(yù)合金粉末的主要特性有：預(yù)合金粉末熔化區(qū)間窄，在一定燒結(jié)溫度下應(yīng)能剛好濕潤金剛石，而在壓力作用下又能流動(dòng)；在熱壓過程中，預(yù)合金粉末熔化為液態(tài)與骨架金屬反應(yīng)，有利于增強(qiáng)胎體的力學(xué)性能，又不會(huì)形成低熔脆性相；在金剛石工具正常的工作溫度下，預(yù)合金粉末不會(huì)重熔或形變，保證了粘結(jié)層能夠承受胎體中硬質(zhì)顆粒（骨架成分和金剛石）傳給它的應(yīng)力而不產(chǎn)生變形或松動(dòng)；預(yù)合金粉末中不含易揮發(fā)和易氧化單質(zhì)元素，采用預(yù)合金粉末制造的金剛石工具，提高了胎體的致密性和均勻性，從而改善了胎體的磨損狀態(tài)。

　　釬焊連接可以提高金剛石燒結(jié)體的使用壽命。預(yù)合金粉末對(duì)金剛石的釬焊連接是基于在金剛石上形成碳化物的條件下的，但是碳化物的形成是一個(gè)原子擴(kuò)散遷移的緩慢過程，需要在一定的溫度下保持較長時(shí)間，為了實(shí)現(xiàn)這種擴(kuò)散，金剛石燒結(jié)體必須采用是熱壓燒結(jié)或者冷壓--真空燒結(jié)工藝。

　　金剛石工具熱壓時(shí)，需要一定的溫度、壓力和時(shí)間，其目的就是胎體材料中復(fù)雜銅合金中的碳化物形成元素（鉻、釩、鈦等）與金剛石界面形成極薄的碳化物，這樣就產(chǎn)生了金剛石與金屬胎體的擴(kuò)散釬焊結(jié)合。在空氣中鉻、鈦、釩容易氧化失去作用，結(jié)合劑中的鐵、鈷、鎳元素容易引發(fā)金剛石石墨化，所以必須采用真空熱壓或氣保護(hù)熱壓。國內(nèi)外大量研究表明：金剛石形成碳化物的*低溫度是620℃，而人造金剛石在760℃開始（即使在真空條件下），也會(huì)出現(xiàn)不同程度的強(qiáng)度下降。所以在滿足釬焊連接條件的前提下，盡量避免金剛石品質(zhì)下降，選取合理的熱壓溫度和時(shí)間是關(guān)鍵技術(shù)。

　　①數(shù)字越大表示濕潤性越好或壽命越長。

　　分析表1可以看出：低溫長時(shí)間熱壓的刀頭的使用壽命長于高溫快速熱壓；含鉻、鈦、釩和含鉻、鋯的預(yù)合金粉末對(duì)金剛石的潤濕性較好。與之相應(yīng)的金剛石的使用壽命長。

　　釬焊連接可以提高金剛石燒結(jié)體的鋒利度。在傳統(tǒng)的金剛石胎體配方中，鋒利度和使用壽命是矛盾的，即壽命長的制品鋒利度差，鋒利度好的制品使用壽命較短。采用粉狀釬料形式的預(yù)合金粉作粘結(jié)劑可以有效解決這對(duì)矛盾。

　　眾所周知，金剛石外露越高，金剛石工具越鋒利，金剛石出刃高度是自身高度的40%時(shí)，金剛石*鋒利。在實(shí)際工作過程中，在金剛石工具*鋒利的時(shí)候，由于胎體對(duì)金剛石的把持力不夠，金剛石顆粒卻*容易脫落。在機(jī)械混合粉末體系中，為了追求鋒利度，常常人為弱化胎體，其結(jié)果就是鋒利度提高了，但是使用壽命卻降低了。

　　在使用預(yù)合金粉提高金剛石刀頭性能的情況下，如果把胎體粉對(duì)金剛石的包鑲結(jié)合提升為冶金結(jié)合，也就是將金剛石顆粒釬焊到胎體材料上，增加胎體材料對(duì)金剛石的連接力，則可以對(duì)金剛石工具的性能產(chǎn)生質(zhì)的轉(zhuǎn)變，使用壽命和工作中的承載能力等技術(shù)指標(biāo)會(huì)得到同步提高。

　　參考文獻(xiàn)

　　王書琴。金剛石鋸片結(jié)合劑的改進(jìn)[J].金剛石與磨料磨具工程

　　宋月清。預(yù)合金粉末在金剛石工具中的應(yīng)用研究[J].金剛石與磨料磨具工程，2000（5）：27-28.