光明金刚石(图)、金刚石工具水钻、福建金刚石工具

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（胎体的包镶能力）是影响金刚石工具使用寿命和性能的主要因素之一。

　　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。大部分孕镶式工具中金刚石的利用率较低，大量昂贵的金刚石在工作中脱落流失于废屑之中。林增栋等率先利用金刚石表面金属化技术来赋予金刚石表面许多新的特性，如优良的导热导电性、热稳性好，改善其原有的理化性能，提高其对金属或合金溶液的浸润性等。

　　上个世纪八十年代末，人们开始探索钎焊技术用于金刚石工具制作。采用在金刚石表面镀覆某些过渡族元素（如Ti、Cr、W等），并与其发生化学反应在表面形成碳化物。通过这层碳化物的作用，金刚石、结合剂、基体三者就能通过钎焊实现牢固的化学冶金结合，从而实现真正的金刚石表面金属化，这就是金刚石钎焊的原理。从已发表的专利和文章中可以看出，该技术可使金刚石大出刃值达到粒径的2/3，工具寿命提高3倍以上，而常规下该值不足1/3，允许出刃值可用开刃作业达稳定出刃值时来获取。所以，采用钎焊技术可望实现胎体金属（钎料）与母体材料—金刚石和钢基体之间的牢固结合。

电镀金刚石锯片速度：

在实际工作中，金刚石圆锯片的线速度受到设备条件、锯片质量和被锯切石才性质的限制。从佳锯片使用寿命与锯切效率来说，应根据不同石材的性质选择锯片的线速度。锯切花岗石时，锯片线速度可在25m～35m/s范围内选定。对于石英含量高而难于锯切的花岗石，锯片线速度取下限值为宜。在生产花岗石面砖时，使用的金刚石圆锯片直径较小，线速度可以达到35m/s。

国内高温钎焊金刚石工具的研究状况

　　在国内外钎焊金刚石研究的基础上，专家采用真空炉（真空度为0.2Pa）内高温钎焊的方法，以NiCr13P9合金为钎料，配以少量Cr粉，在高温（950℃）加压（4.9MPa）的条件下进行钎焊，从而实现了金刚石与钢基体间的牢固结合。钎料均匀分布于砂轮表面，金刚石已被牢固钎焊，触摸砂轮表面感觉相当锐利粗糙。钎料在金刚石磨粒间分布均匀，金刚石出刃高度高。其耐用度较电镀砂轮有了明显提高，工作后仅有少量金刚石脱落。

　　专家利用高频感应钎焊的方法，用Ag-Cu合金和Cr粉共同作中间层材料，在空气中感应钎焊35秒，钎焊温度780℃，实现了金刚石与钢基体间的牢固结合。姚正军等利用在 Ar气保护炉中感应钎焊的方法，用Ni-Cr合金粉末做钎料，真空感应钎焊30秒，钎焊温度1050℃，实现了金刚石与钢基体的牢固连接。利用扫描电镜和 X射线能谱仪，结合X射线衍射结构分析，发现在钎焊过程中Cr元素金刚石界面形成富Cr层并与金刚石表面的C元素反应生成Cr3C2和Cr7C3，这是实现合金层与金刚石有较高结合强度的主要因素。磨削实验采用大切深、缓进给、重负荷进行，从砂轮磨削后的表面形貌来看，没有金刚石整颗脱落，金刚石磨粒属正常磨损，说明金刚石有较高的把持强度，适合于高效磨削加工。