预合金粉末的发展、性能测试与应用

文章简要介绍了国内外金刚石工具用代钻预合金粉末的发展及新近的发展趋势,内容包括了低钴无钴预合金及全胎体预合金,对预合金性能的测试做了全面的简介,并对影响预合金性能的有关因素进行了探讨。最后对代钻预合金粉的应用,特别是湖南伏龙江超硬材料有限公司采用电解沉积法制取的SB-1铁镍钴预合金粉的初步试用做了阐述。     

不断完善预合金粉末的性能,满足金刚石工具的应用（上）

随着预合金粉末在金刚石工具中使用量的增加,使用范围的不断扩大,不断完善预合金粉末的性能,进一步满足金刚石工具应用的需求,具有重大作用与意义。在预合金粉末生产方法中：湿法冶金方法生产的预合金粉,广泛并成功地应用在国外,但成本高,在国内市场应用较少。机械合金化方法多用于科研中,批量生产能耗大。在国内主要采用气雾化、水雾化、多金属化学共沉积法等生产预合金粉末。文章探讨了氧含量对金刚石工具性能的影响;介绍了国内不同生产设备条件下的还原工艺,进一步提出不断完善预合金粉性能的各种途径,以满足金刚石工具应用的需求。     

机械合金化Fe基预合金粉末对金刚石刀头性能的影响

探索了Fe-Cu-Ni-X（X=W、Mo、Ti、C、B4C）系粉末的机械合金化工艺,及其对热压烧结金刚石刀头强度和硬度的影响。发现干法球磨20小时可以得到15μm的预合金粉末,除W、B4C之外,其它元素均可固溶入Fe中;经930℃热压烧结后,Cu又从Fe中析出,同时形成WC等硬质相;B4C可能在球磨过程中产生了部分非晶化,经高温烧结后又恢复了结晶态,B4C并未与W、Mo、Ti等合金元素反应形成金属硼化物;将80vol%机械合金化预合金粉末与20vol%的45/50#镀Ti金刚石颗粒均匀混合后,进行930℃热压烧结,随着B4C含量增加,金刚石刀头的硬度逐渐增大,而抗弯强度在1%B4C时达到最高值949MPa,硬度为HRB120.7。     

FeCuCoY超细合金粉的物理性能研究

采用共沉淀还原扩散法制备了不同Y含量的FeCuCoY超细合金粉,并对其物理性能进行研究,重点分析了Y含量对FeCuCoY粉末物相、粒度、形貌的影响。实验结果表明：Y元素的加入会引起粉末的衍射特征峰发生微小的偏移,使Co3Fe7相与FeCo4相的晶包参数发生了微小的改变。适量添加Y元素可明显降低FeCuCoY超细合金粉末的粒度和松装密度。FeCuCoY超细合金粉末的形貌均为表面疏松的海棉状,粉末的一次颗粒尺寸随着Y元素含量的增大而变小。通过分析,推测Y元素在FeCuCoY超细合金粉中的最佳添加量为0.5wt.%。     

金刚石工具中FeNi合金替代Ni粉的应用研究（下）

为提高金刚石工具的综合性能,产品中需要添加一定比例的单质Ni粉,而近年来有色金属的价格不断上涨,导致金刚石制品的制作成本大幅度增加。以低价的Fe70Ni30合金粉部分取代单质Ni粉,在保持工具的性能不变的条件下,可大大降低产品成本。实验采用基础预合金粉JF-01（FeCu30）与羰基Ni粉、Fe70Ni30合金粉按不同比例配合使用,制备Φ105mm、Φ350mm花岗岩锯片及Φ400mm水泥锯片,考察了烧结胎体的基本性能（烧结温度、硬度、抗弯强度）,并进行了切割性能比较。结果表明,在石材锯片中Fe70Ni30可取代30%～40%的Ni粉,降低成本10%以上;在水泥锯片中可替代40%以上的Ni粉,降低成本20%以上。     

金刚石工具中FeNi合金替代Ni粉的应用研究（上）

为提高金刚石工具的综合性能,产品中需要添加一定比例的单质Ni粉,而近年来有色金属的价格不断上涨,导致金刚石制品的制作成本大幅度增加。以低价的Fe70Ni30合金粉部分取代单质Ni粉,在保持工具的性能不变的条件下,可大大降低产品成本。实验采用基础预合金粉JF-01（FeCu30）与羰基Ni粉、Fe70Ni30合金粉按不同比例配合使用,制备Φ105mm、Φ350mm花岗岩锯片及Φ400mm水泥锯片,考察了烧结胎体的基本性能（烧结温度、硬度、抗弯强度）,并进行了切割性能比较。结果表明,在石材锯片中Fe70Ni30可取代30%～40%的Ni粉,降低成本10%以上;在水泥锯片中可替代40%以上的Ni粉,降低成本20%以上。     

并流共沉淀法制备铜锡镧复合预合金粉末的研究

文章研究了Cu^2＋,Sn^2＋,La^3＋,OH^-,C2O2^4-,Cl^-,H2O体系中金属离子的分布特点、变化规律及pH值对Cu-Sn-La共沉淀过程的影响。本次实验的目标是制备Cu84.5Sn15La0.5预合金粉末。通过ICP-AES法测定了Cu-Sn-La预合金粉末前驱体的沉淀率。在空气气氛中铜锡镧复合氢氧化物煅烧成铜锡镧复合金属氧化物;在氢气还原气氛中,铜锡镧复合金属氧化物被还原为Cu84.5Sn15La0.5预合金粉末。用X射线衍射仪（XRD）分析其物相组成,扫描电子显微镜（SEM）观察其形貌特征。结果表明,通过共沉淀反应前的设计,可以控制预合金粉末的成分。     

金属预合金粉末与单质粉末在应用中的配伍特点研究

针对金属结合剂超硬材料工具常用单质Fe、Cu及预合金粉末的性能特点,结合生产实践,总结分析了其在生产实际中的应用特点及二者在配合应用过程中的配伍特性,从粉末的氧含量、粒度、形貌、松比的配合要求等方面开展了一些基本研究,阐述了二者协同作用时所应控制的一些基本要素,为单质及预合金粉末在生产实践中的应用提供了指导帮助。     

激光焊接金刚石工具过渡层预合金粉末的试验研究

目前可以用于制备激光焊接金刚石工具过渡层粉末的方法主要有机械混合法、雾化法和化学共沉淀法。化学共沉淀法生产的粉末成分均匀,实现了粉末的预合金化,并且设备简单,生产成本低。此次试验采用草酸盐化学共沉淀法,成功制备了3种不同成分的激光焊接金刚石工具过渡层预合金粉末。焊接强度测试表明,3种粉末的焊接强度均满足欧盟EN13236安全标准,其中2#粉末的焊缝强度最高。X射线物相分析结果表明,3种粉末的主相都是Co3Fe7和CoFe。此外,固定Fe与Co的质量比,加入2wt.%的铜可以有效提高预合金粉末过渡层的焊接强度和稳定性。这是因为,Cu原子完全溶入到Co3Fe7或CoFe晶胞中并形成固溶体,产生了固溶强化。     

特殊功能性油墨问答18

<正>问:什么是金粉?性能如何?答:金粉实际上是铜合金粉,是具有金属光泽的片状颜料。制造方法与银粉相似,采用球磨机(或捣碎机)将粒状铜粉加入润滑剂磨碎,过筛而成;红色金光金粉,一般是铜锌合金,含纯铜量越多越偏红;青金光金粉,一般是铜锡合金。除铜金粉外,还有铝金粉。铝金粉是指铝银粉经氧化处理后成为金色粉末,外观与铜金粉无异,密度小、稳定性好、所配置的金墨可长期存放。     

金属粉末质量控制对金刚石工具性能影响的探讨（下）

文章研究探讨了金刚石工具用Fe、Cu、Ni、Sn、Zn等单质金属粉末及预合金粉末质量对金刚石工具的烧结质量及应用性能的影响。通过对各种金属粉末的氧含量、粒度、松比等性能指标的考量,重点探讨了氧含量对工具质量及性能的影响,对各类金属粉末而言,当其可控的氧含量〈4000×10-6时,工具的性能可保持稳定与正常发挥。     

金属粉末质量控制对金刚石工具性能影响的探讨（上）

文章研究探讨了金刚石工具用Fe、Cu、Ni、Sn、Zn等单质金属粉末及预合金粉末质量对金刚石工具的烧结质量及应用性能的影响。通过对各种金属粉末的氧含量、粒度、松比等性能指标的考量,重点探讨了氧含量对工具质量及性能的影响,对各类金属粉末而言,当其可控的氧含量〈4000×10-6时,工具的性能可保持稳定与正常发挥。     

预合金粉末在冷压烧结制品中的应用

旨在探索预合金粉末在冷压金刚石烧结锯片中的应用。通过实验来证明预合金粉末的加入可以提高锯片胎体的致密性和抗弯性能,从而提高锯片的安全性能,使锯片切割更锋利,寿命更长。     

超硬材料工具用金属预合金粉末的国内发展现状及趋势

文章概要总结了超硬材料工具用金属预合金粉末的种类、制备方法、性能特点、应用范围、存在不足及发展趋势。金属预合金粉末的推广应用是行业的发展趋势,今后将向着多元化、细颗粒、高活性、低松比、高弹性模量的方向发展。     

添加剂硼对合成细颗粒金刚石单晶的影响

实验在国产六面顶压机上利用高温高压方法,在铁基粉末触媒中添加硼粉,合成出了细颗粒金刚石单晶,找到了合成含硼细颗粒金刚石单晶的最佳添加比例。实验结果表明：随着硼添加量的增加,晶体的颜色逐渐加深,合成细颗粒金刚石单晶的最低压力点呈动态变化趋势。在铁基粉末触媒中添加硼粉,合成的金刚石单晶容易出现包裹体,且颗粒细化后依旧没有大的改善,原因与硼的电子结构有关。     

废玻璃粉取代部分胶凝材料的混凝土基本性能研究

采用粒径尺寸为25μm-37μm的废玻璃粉等质量取代水泥胶砂和混凝土中的胶凝材料,通过正交实验,研究不同水灰比、不同废玻璃粉掺和量对水泥胶砂和混凝土和易性的影响及对水泥胶砂抗压、抗折强度和混凝土抗压强度的影响及废玻璃粉混凝土抗压强度随龄期的变化规律。结果表明:随着废玻璃粉掺量的不断增加,在一定范围内,对废玻璃水泥砂浆和废玻璃粉混凝土流动性影响不大,不易产生分层离析现象,粘聚性和保水性较为稳定;废玻璃粉掺和量在30%以内均符合M7.5的水泥胶砂抗压和抗折强度要求。     

粉末触媒、石墨配比对合成金刚石质量的影响

将不同配比的Fe70Ni30粉末触媒与石墨混合压制成粉末触媒合成棒,在国产六面顶压机上进行金刚石高温高压合成实验,并对合成的金刚石单产、粒度分布、晶形、抗压强度值、TI、TTI值进行了对比测试与观察分析。结果表明,对Fe70Ni30粉末触媒合成棒而言,当合成棒中Fe70Ni30粉末触媒含量为30%时合成金刚石的单产达到最大值,金刚石的TI、TTI值较高且TI/TTI差值最小,热冲击韧性最好。     

羰基镍粉在烧结金刚石圆锯片中的应用

试验了Inco公司123型、255型羰基Ni粉应用在压制烧结型金刚石圆锯片胎体中的性能,替代现用配方产品中的电解Ni粉,对比二者对金属粉末胎体的性能影响、对金刚石的把持情况,并进行对比切割试验。通过试验情况看,Inco羰基Ni粉生产的产品性能稳定,可以部分替代电解Ni粉或根据情况单独选择使用,加入量控制在4%～8%时,可以获得较好的使用与经济性能。