关于在金刚石工具行业中新技术的应用

发布者: 发布时间:2016-10-31 10:28:40 阅读:

1、预合金粉在金刚石工具中的应用

预合金粉末由于每个粉末颗粒都包含组成合金的各种金属元素,因此成分均匀性相当好。由于其共熔点比合金中单元素熔点要低得多,因此预合金粉末所需的烧结温度低。

目前,制备预合金粉末的常用方法主要有以下几种:

(1)雾化法

  预合金粉末高压雾化法是按照设计好的胎体配比,在烧结之前预先将各种成分的金属熔炼成合金,然后雾化喷粉,得到所需粒度的胎体粉末。雾化法按雾化介质可分为水雾化和气雾化,气体雾化可用空气、氮气或氩气等气体。气体雾化冷却速度快、粉末晶粒细、粉末收得率高、成本低。由于水比气体的粘度大且冷却能力强,水雾化法特别适于熔点较高的金属与合金。

(2)共沉淀法

共沉淀法即是在含有两种或多种金属离子的溶液中,加入沉淀剂、表面改性剂,通过强化工艺条件,使各种金属离子几乎同时沉淀而获得成分均匀的沉淀物,再将沉淀物通过加热分解、还原、破碎、过筛等工序处理后,最终得到所需粉末的方法。

共沉淀法是制备含有两种以上金属元素的复合粉料的重要方法。由于化学共沉淀法各组分预先可在溶液中达到分子间的均匀混合,因此制品的成分均匀稳定,另外其他参数(如粒度、粒形等)也易于控制。制取的粉料具有粒度细、粒度分布范围窄、成分分布均匀、纯度高、烧结活性好等优点。

(3)机械合金化法

机械合金化法通常也称为高能球磨法,是将不同的金属粉末或弥散强化粉末装入高能球磨机,在保护气氛下按一定的球料比、球大小比进行长时间球磨,在球磨机的转动等机械驱动力的作用下,粉末经反复的挤压、冷焊及粉碎过程,使不同的原料粉末达到原子级紧密结合,如果原料中含有固态时不能互溶的金属或陶瓷之类的硬颗粒,硬颗粒就均匀地弥散嵌入较软金属颗粒中而制得复合粉末。

机械合金化法的一个显著特点是能在低温下合成通常要求高温加工才能制备的材料,并能获得常规方法难以获得的非晶合金、超饱和固溶体等材料。但是机械合金化法容易在球磨过程中将杂质带入粉末中,降低产品的纯度,且反复的挤压使粉末内部产生很大的内应力,影响粉末的压制性能和烧结性能。


2、金刚石有序排列

在常规金刚石锯片中,金刚石在金属胎体中是随机、无序排列的,因此,金刚石在刀头中容易产生偏析与聚集。在金刚石富集区,金刚石浓度高,单颗金刚石锯切力小,而易被抛光与磨损,同时易于堵塞与阻碍岩屑的排除,致使锯切效率下降;在金刚石稀少区,由于单颗金刚石承受工作负荷过大,冲击力大,金刚石易于碎裂与脱落。因此,金刚石无序排列的锯片存在锯切效率低、工具寿命短和锯切效率与寿命相互矛盾的问题。近年来在金刚石工具行业中,推出了刀头金刚石有序排列的设计与工艺,可在金刚石刀头生产中以最优间距均匀排布金刚石。试验数据表明有序排布能够同时提高金刚石锯片的锋利性与寿命,并且降低了金刚石浓度,节约了成本。


3、钎焊金刚石工具

钎焊金刚石工具采用金刚石表面金属化技术,以活性钎料或镍基钎料焊接金刚石, 通过强碳化物形成元素或合金, 使金刚石与工具胎体实现化学冶金结合, 这大大提高了金刚石的把持力。另外,金刚石可凸出2/3,且不易脱落,又创造了切割锋利、排屑好的有利条件。再加上易于与金刚石有序排列技术相结合,实现金刚石在工具表面合理规则均布,充分利用了金刚石的切割作用,既能节省金刚石用量,降低工具成本,又提高了切割效率。

目前使用的钎焊设备主要有两种。一种是高频感应焊机;一种是高温真空炉。

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