荥阳市光明金刚石实业有限公司

钎焊技术在金刚石工具应用问题

钎焊技术在金刚石工具应用问题的提出：金刚石的高硬度和优良物理机械性能，使得金刚石工具成为加工各种坚硬材料不可缺少的有效工具。胎体金属基对金刚石的粘结性电镀金刚石线，是影响金刚石工具使用寿命和性能的主要因素之一电镀金刚石。

由于金刚石与一般金属和合金之间具有很高的界面能，致使金刚石颗粒不能为一般低熔点合金所浸润，粘结性极差，在传统的制造技术中，金刚石颗粒仅靠胎体冷缩后产生的机械夹持力镶嵌于胎体金属基中，而没有形成牢固的化学键结或冶金结合，导致金刚石颗粒在工作中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。

电镀金刚石圆锯片的力效应

电镀金刚石圆锯片在切割石材的过程中，会受到离心力、锯切力、锯切热等交变载荷的作用。由于力效应和温度效应而引起金刚石圆锯片的磨破损电镀金刚石磨棒。

力效应：在锯切过程中，锯片要受到轴向力和切向力的作用。由于在圆周方向和径向存在力的作用，使得锯片在轴向呈波浪状，在径向呈碟状。这两种变形都会造成岩石切面不平直、石材浪费多、锯切时噪音大、振动加剧，造成金刚石结块早期破损、锯片寿命降低。

选择金刚石刀具的常识

用户在选择和使用金刚石涂层刀具之前，必须了解有关金刚石涂层刀具的以下几点常识：CVD金刚石涂层与非晶金刚石涂层的区别非晶金刚石(也称为类金刚石碳——译注)涂层是采用PVD工艺沉积的一种碳膜。它既具有一部分金刚石的SP3键电镀金刚石磨盘，又具有一部分碳的SP2键；其成膜硬度很高，但又低于金刚石膜的硬度；其厚度也比我们通常沉积的金刚石膜要薄一些。

加工石墨时，非晶金刚石涂层刀具的寿命是未涂层硬质合金刀具的2-3倍。与之相比，CVD金刚石则是采用CVD工艺沉积的纯金刚石涂层，加工石墨时的刀具寿命是硬质合金刀具的12-20倍，从而可减少换刀次数，提高加工的可靠性和精度一致性。

人造金刚石单晶及聚晶制造工具

用人造金刚石单晶及聚晶制造工具时，大多必须依靠金属、陶瓷或树脂作为粘接载体，因此，金刚石工具的寿命及使用效率除与所选用的金刚石和结合剂有关外，还取决于金刚石与结合剂的结合强度，但由于金刚石与载体之间在物理和化学性能上存在巨大差异，使得两者的结合极为困难。为此，国内外已开发了多种金刚石表面金属化技术，力求提高金刚石与金属胎体之间的焊接浸润性和粘接强度，以延长金刚石工具的使用寿命。

磨削热：

金属切削时均大部分能量转化为热能，这些热能传散在切屑、刀具、工件上。其中车削、铣削等普通切削方式，热量都是被切削带走。而对于磨削来说，由于切削的金属层非常薄，所以大约百分之六十到百分之九十的热量都传入到工件，这些热量来不及导入工件更深处，所以在局部行程高温，并在表层行程极大的温度梯度。

当这些局部温度达到一定的临界值时，就会在工件表面形成热损，诸如表面氧化、残余应力、裂纹等，也会影响工件尺寸的精度，所以控制磨削热非常关键。

电镀金刚石圆锯片的质量问题

由于使用了电镀复合片取代金刚石磨料层，所以复合片上的金刚石就成为锯切加工的主体。复合片的质量是本工艺制造刀头的基础，对于刀头质量具有关键作用。复合片质量取决于电镀时选用的金刚石质量以及电镀过程的工艺控制。

1)要求电镀过程能沉积出细密的胎体材料，并对固化在其中的金刚石有良好的把持力。这取决于沉积合金的选择、电镀工艺参数的选择、上砂工艺等，其中上砂工艺决定了复合片的金刚石浓度。电镀制品允许采用较高的磨料浓度，这是其一大优势。本工艺通过锯切试验确定了含有不同粒度、品级金刚石的复合片中的金刚石浓度。

2)复合片与金属结合剂的粘结问题 复合片与金属结合剂之间的粘结是通过金属粉末的烧结来连接的，所以金属粉末层与复合片磨料层之间的结合力是非常重要的，决定了本工艺方法的可行性，并对锯切加工性能有重要的影响。研究表明，如果电镀复合片时金刚石埋入深度较深，则金属与复合片之间的连接转化为电镀胎体金属材料与粉末冶金金属材料之间的连接，两者之间的结合力良好，可以承担锯切时的载荷。