摘 要: 本文簡述了人造金剛石在石材加工工具中的應用情況，水霧化純鐵粉指出工具使用中大量的金剛石并非磨損失效，而是以脫落形式流失，分析了金剛石流失原因是金剛石把持力不夠?qū)е铝私饎偸缙诿撀?。研究結果表明：預合金粉末法可以實現(xiàn)胎體與金剛石的擴散連接，繼而闡明了采用預合金粉末法實現(xiàn)對金剛石的擴散釬焊連接是改進金剛石工具使用性能的有效途徑；在預合金粉末的制取中離心氣水聯(lián)合霧化是較佳的制取技術；預合金粉末的成分和熱壓燒結工藝決定了對金剛石的擴散連接的效果。

前 言

從1954年人造金剛石誕生起始，金剛石鋸片在石材加工方面得到了大量應用，近年來，用于石材加工業(yè)需求的人造金剛石的數(shù)量不斷上升，其耗用量約占全國人造金剛石總產(chǎn)量的90％左右。據(jù)國內(nèi)外統(tǒng)計資料估計，目前世界上工業(yè)金剛石70％左右用于制造石材加工工具，其中占絕大多數(shù)的是金剛石圓鋸片。

在金剛石圓鋸片的使用過程中，金剛石的利用率比較低，這是因為刀頭中的金剛石并非磨損失效，而是以脫落形式大量流失。傳統(tǒng)的金剛石刀頭制造是靠胎體對金剛石的把持作用固定金剛石，當胎體被磨損到金剛石露出高度較高時，金剛石會自行脫落。提高胎體與金剛石的結合力是避免金剛石早期脫落最有效的技術措施。

采用預合金粉末法實現(xiàn)對金剛石的擴散釬焊連接是提高金剛石與胎體的結合力的有效途徑。在預合金粉末中添加鉻、鈦、釩、鋯、鎳、錳等金屬一方面可以提高合金對金剛石的浸潤性，增加金剛石的出刃高度，提高金剛石的利用率；另一方面工作，預合金粉末的化學成分穩(wěn)定，克服了機械混合粉末的比重偏析、低熔點金屬先熔與富集、易氧化及易揮發(fā)的金屬在燒結過程中被燒損等影響胎體性能的因素，保證了金剛石刀頭的穩(wěn)定性和一致性。

1 預合金粉末的主要特性

人造金剛石刀頭的胎體一般由骨架成分和粘結劑兩組分構成，一般采用一組低熔點金屬用作粘結劑，如果將多種金屬預先熔煉成低熔點合金后再噴制成預合金粉末，預合金粉末是性能優(yōu)良的粘結劑。

使用預合金粉末做為金剛石工具胎體的粘結劑，易于調(diào)整胎體性能，使之更適宜于加工對象，同時由于預合金是預先熔煉成合金，然后才制成粉末的，所以每顆粉末中都包含了組成合金的各種金屬元素，這就比機械混合多種單一金屬粉末要均勻得多。在燒結成金剛石刀頭過程中，只要溫度升到預合金粉末的熔化溫度，整個粘結成分的粉末就熔化，而不會出現(xiàn)無法兼顧粘結劑中不同組分熔化溫度差距大難以制訂合理燒結溫度的難題。

采用預合金粉末作為金剛石工具胎體的粘結劑的主要優(yōu)點有以下幾條。

采用預合金粉末制造的金剛石工具，可以提高胎體對金剛石的包鑲能力，并且抗沖擊等性能較好，提高金剛石的利用率。

預合金粉末中不含易揮發(fā)易氧化單質(zhì)元素，采用預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)。

能根據(jù)工作對象性能的差異有針對性的選用不同性質(zhì)的預合金粉末，簡化了胎體配料工作。刀頭燒結溫度的高低主要取決于粘結金屬中高熔點金屬熔點的高低，預合金粉末的熔化溫度較低，熱壓溫度低，能避免燒結高溫對金剛石造成的熱損傷。

預合金粉末熔化區(qū)間窄，在一定燒結溫度下應能剛好潤濕金剛石，而在壓力作用下又能流動。在熱壓過程中，預合金粉末與骨架成分反應，有利于增強胎體機械性能，又不會形成低熔脆性相。

在金剛石工具正常的工作溫度下，預合金粉末不會重熔或形變，保證了粘結層能承受胎體中硬質(zhì)顆粒（骨架成分和金剛石）傳給它的應力而不產(chǎn)生變形或松動。