釬焊技術(shù)在金剛石工具方面的應(yīng)用
釬焊技術(shù)金剛石工具應(yīng)用問題提出：
金剛石高硬度優(yōu)良物理機械性能使得金剛石工具成為加工各種堅硬材料不可缺少有效工具。胎體金屬基對金剛石粘結(jié)性(胎體包鑲能力)影響金剛石工具使用壽命性能主要因素之一。
由于金剛石與一般金屬合金之間具有很高界面能，致使金剛石顆粒不能為一般低熔點合金所浸潤， 粘結(jié)性極差，傳統(tǒng)制造技術(shù)，金剛石顆粒僅靠胎體冷縮后產(chǎn)生機械夾持力鑲嵌于胎體金屬基，而沒有形成牢固化學(xué)鍵結(jié)或冶金結(jié)合，導(dǎo)致金剛石顆粒工作易與胎體金 屬基分離，大大降低了金剛石工具壽命及性能水平。大部分孕鑲式工具金剛石利用率較低，大量昂貴金剛石工作脫落流失于廢屑之。林增棟等率先利用金剛石表面金 屬化技術(shù)來賦予金剛石表面許多新特性，如優(yōu)良導(dǎo)熱導(dǎo)電性、熱穩(wěn)性好，改善其原有理化性能，提高其對金屬或合金溶液浸潤性等。
金剛石表面金屬化問題上世紀(jì)70年代就引起了國內(nèi)外金剛石工具制造界高度重視。不少人致力于 燒結(jié)過程實現(xiàn)金剛石表面金屬化研究，胎體材料添加或金剛石表面預(yù)粘上強碳化物金屬粉末(這種金剛石未加熱前，并未與鍍層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，只能屬于金剛石包 衣)，以期望它們燒結(jié)過程實現(xiàn)對金剛石化學(xué)鍵結(jié)合。盡管文獻(xiàn)已論證了一些金屬例如鎢(未被氧化)較低溫度下(800℃左右)就能金剛石表面形成WC層。
但從實現(xiàn)金剛石表面預(yù)金屬化所用工藝來看，需真空條件下、600℃以上加熱1小時才能得到理想結(jié) 合力。以目前常用孕鑲金剛石切削工具燒結(jié)條件來看，非真空或低真空不超過900℃加熱5分鐘左右，不大可能使金剛石表面生成金屬化層。因為無論活性金屬原 子(Ti、V、Cr等)向金剛石表面富集還界面反應(yīng)達(dá)到結(jié)合劑與金剛石冶金結(jié)合都原子擴散過程，根據(jù)熱壓所用溫度及這樣短時間內(nèi)，這個過程極不充分。固相 燒結(jié)條件下(有時有少量低強度低熔點金屬或合金液相)，胎體對金剛石化學(xué)鍵結(jié)或冶金結(jié)合力十分弱或根本不會形成。
金剛石表面預(yù)金屬化并非最終目，而僅期望與胎體金屬實現(xiàn)化學(xué)冶金結(jié)合措施之一。鍍覆后金剛石 燒結(jié)成鋸(鉆)齒后，其折斷面上暴露出金剛石均失去了鍍層，而脫落了金剛石殘留坑表面十分光滑，這種現(xiàn)象似乎說明了金剛石與胎體還未能達(dá)到化學(xué)包鑲水平。 因而即使實現(xiàn)了金剛石表面預(yù)金屬化，傳統(tǒng)固相粉末冶金燒結(jié)法也不可能實現(xiàn)金剛石與胎體材料間牢固結(jié)合。
上個世紀(jì)八十年代末，人們開始探索釬焊技術(shù)用于金剛石工具制作。采用金剛石表面鍍覆某些過渡族元素(如Ti、Cr、W等)，并與其發(fā)生化學(xué)反應(yīng)表面形成碳化物。通過這層碳化物作用，金剛石、結(jié)合劑、基體三者就能通過釬焊實現(xiàn)牢固化學(xué)冶金結(jié)合，從 而實現(xiàn)真正金剛石表面金屬化，這就金剛石釬焊原理。從已發(fā)表專利文章可以看出，該技術(shù)可使金剛石最大出刃值達(dá)到粒徑2/3，工具壽命提高3倍以上，而常規(guī) 下該值不足1/3，允許出刃值可用開刃作業(yè)達(dá)穩(wěn)定出刃值時來獲取。所以，采用釬焊技術(shù)可望實現(xiàn)胎體金屬(釬料)與母體材料—金剛石鋼基體之間牢固結(jié)合。
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