金刚石工具生产技术的三个阶段

金刚石工具生产技术的发展至今可划分为三个阶段：第一个阶段是用单质粉作胎体加金刚石采用机械混料的工艺制作金刚石工具。这种工艺容易产生成份偏析,烧结温度高,容易造成金刚石石墨化,降低金刚石的强度。由于各种胎体材料是机械结合,没有充分合金化,胎体对金刚石的包镶效果差,很难生产高档产品。     

预合金粉在金刚石工具烧结中的钎焊作用

通过增加钴、镍、铬、钛的比例可以提高胎体对金刚石的把持力,从而达到提高金刚石工具寿命的目的,但是过硬的胎体降低工具的切削效率.为解决寿命和效率的矛盾,采用预合金粉末替代单质金属粉加入胎体粉中热压烧结,使得胎体粉和金刚石颗粒之间形成钎焊连接.简述了金刚石工具中人造金刚石的存在状态,分析了金刚石从出刃、刻划、切削、磨损、暴露、破碎到脱落的使用寿命过程,指出工具使用中大量的金刚石并非磨损失效,而是以破碎、脱落形式流失.分析了金刚石脱落、流失的主要原因是金刚石把持力不够导致了金刚石早期脱落.研究结果表明:预合金粉末法可以实现胎体与金刚石的钎焊连接,预合金粉末的成分和热压烧结工艺决定了对金刚石的钎焊连接的效果.应用结果显示:预合金粉末中含有强碳化物形成元素,预合金粉与金刚石的亲和力强,在烧结过程中可以实现胎体与金刚石的钎接,使金刚石的出刃高度大大提高;预合金粉的熔化温度区间与烧结温度相匹配,避免了刀头的毛刺、飞边,减小裂纹发生倾向.     

稀土元素在金刚石工具中应用研究的新进展

本文探索了稀土元素在金刚石工具中的行为机制。作者自80年代开始对铈在铜基胎体、铝基胎体、钴基胎体中的力学性能和高温性能进行了系统研究，80年代末开始研究镧元素在金刚石工具中的行为，包括镧、铈与胎体材料的磨损性能、切割性能的关系，及磨损性能与切割性能之间的联系，发现：稀土镧、铈能明显地降低结合剂的磨损性能，提高工具的切割性能，并成功地应用在工具中。稀土元素是使用量微、作用明显的元素，而且价格便宜，在金刚石工具中很有推广价值。     

金刚石工具中金刚石与胎体结合力的提高方法

由于金刚石具有高硬度、高强度、高耐磨性等一系列优异的物理化学特性,被广泛地用来制备金刚石工具.但金刚石工具中存在的把持力不足、颗粒脱落、氧化、石墨化等问题,严重影响了工具的使用寿命和效率.文章介绍了提高金刚石工具中金刚石与胎体结合力的两大类方法:用表面金属化、表面粗化方法提高金刚石与胎体机械镶嵌力;用气相沉积法、化学镀而后热处理法、盐浴法使金刚石与金属形成化学键结合.通过实施以上方法可以有效地解决金刚石工具中颗粒的结合力问题.     

预合金粉末在金刚石工具中的应用研究

本文初步分析研究了预合金粉末在金刚石工具胎体材料中的应用情况，讨论了预合金粉末作为工具胎体材料的优越性能和应用前景，分析发现，只要选择得当，预合金粉末胎体材料的性能可达到钴基胎体材料的性能水平，并且具有切割速度快，寿命长，对金刚石粘结牢固等优点，预合金粉末的应用成功必将推动金刚石工具制造技术的进一步发展。     

孕镶金刚石工具中金刚石与胎体间机械包镶力的研究

孕镶金刚石工具中,胎体对金刚石的包镶力来自金刚石与胎体间的冶金反应造成的冶金包镶力以及金刚石与胎体间的机械包镶力。本文研究了机械包镶力产生的原因和计算方法,计算了常用胎体所产生的机械包镶力的大小为380～560MPa。通过测定胎体的弹性模量表明,提高胎体弹性模量42％,不考虑胎体的相变,即可增大机械包镶力47％。     

预合金粉在金刚石工具中的应用研究

预合金粉的品种繁多,性能可设计、调节范围极其广大,适用于多种金刚石工具,满足各种使用条件,可用于多种生产工艺流程,用户只需通过调节金刚石的品级、浓度、粒度,即可调配出各种用途性能的胎体,节省金刚石制品的研发费用,节约能耗,提高生产效率。实验结果表明:预合金配方粉可提高胎体抗弯强度18%,扩大了烧结温度的范围,提高了锯片切割寿命48%。     

稀土元素铈（Ce）在金刚石工具胎体合金中的行为

本根据作的实验和基础测试结果,讨论稀土元素铈（Ce）在金刚石工具胎体合金中的行为;简要介绍过去十五年来稀土元素铈（Ce）在金刚石工具胎体合金中的应用概况,前景和后续工作,从微观上此前稀土元素Ce在金刚石工具胎体合金中的较好应用效果作出了有试验依据的解释。     

电化学方法制备金刚石工具的胎体材料性能研究

金刚石工具因其超强的加工能力，在石材、地质、陶瓷、机械、电子领域被广泛应用，研究电镀用胎体材料性能对提高金刚石工具的使用寿命和加工效率具有重要意义。本文从胎体材料合金化、复合化和细晶化3个方面对近20年来有关电镀金刚石工具胎体性能改进方面的报道进行了综述，提出了目前胎体材料性能改进方面存在的问题，并对其今后研究的重点提出了展望和建议。      

热压金刚石工具材料及其致密化

讨论了热压金刚石工具材料的包镶力和致密性. 建立并运用热压金刚石工具材料热压烧结后期的密度及致密化方程, 分析了热压烧结各主要工艺参量及物理参量. 对Fe, Ni, Co包镶金刚石,以及主要粘结相663Cu, Co, 复合Fe粉, 复合Co粉等胎体材料进行了差热分析实验,验证了该密度及致密化方程的正确性, 并用于指导生产实际, 使生产出的热压金刚石工具材料的实际使用性能及其稳定性得到了有效的提高.     

金刚石工具胎体预合金粉末制取与应用

预合金粉末是采用多种金属熔炼成低熔点合金后再喷制成的粉末,其制取可以用雾化法和湿法冶金等工艺生产.文中介绍了气体雾化法预合金粉末的工艺过程;描述了湿法冶金制取预合金粉末的工艺流程.分析了预合金粉末胎体金刚石工具的优点,说明了国外预合金粉末技术现状和发展趋势,剖析了国内预合金粉末及工具的研究情况,探讨了金刚石地质钻头胎体用预合金粉末的制取和实际应用情况,研究了切割花岗岩的预合金粉末胎体金刚石锯片.     

电镀金刚石工具的改进研究

电镀金刚石工具中存在的把持力不足、颗粒脱落等问题,严重影响了工具的使用寿命和效率.文章综述了国内外近年来发展起来的改进电镀金刚石工具性能的方法,归纳成以下三大类:1、改进镀层胎体材料性能,提高镀层对金刚石的支撑和结合作用;2、通过提高金刚石与胎体的接触面积,消除金刚石与镀层之间的空隙;3、对金刚石颗粒表面处理,使金刚石与镀层间形成化学键结合.文中对各种方法进行了详细的描述,对一些有潜能的方法进行了推荐,以期读者对电镀金刚石工具的改进方法有一个全面系统的认识.     

稀土在以Fe代Co金刚石工具材料中的应用

本文将以Fe代Co的金刚石工具（胎体）材料作为重点研究对象,借鉴了稀土在硬质合金中应用的工艺经验,主要以掺杂法添加稀土La或Ce,对添加方式,添加形态及添加量进行了改进和优化,同时还在工艺过程中用TiH2进行了还原处理,确定了较佳的TiH2还原处理工艺路线,测试了金刚石工具（胎体）材料的实际使用性能,证实了在金刚石工具（胎体）材料中以Fe代Co,并通过添加稀土元素来提高Fe基金刚石工具材料的实际使用性能是完全可行的。     

进一步提高我国金刚石工具质量的有效途径

根据我们的实践与调研,就进一步提高我国金刚石工具质量的有效途径进行了探讨。我国金刚石工业必须并可能为金刚石工具制品提供性能稳定、粗颗粒、热稳定性好的高强金刚石。为提高金刚石把持力,有必要在粘结剂中采用强碳化物形成元素或镀覆金刚石,胎体用粉末宜使用超细粉末与预合金化粉末,以便改进胎体性能。在刀头生产中推广制粒工艺,以优化金刚石分布,提高冷压工艺的性能和效率,降低模具消耗。烧结工艺中采用保护气氛热压烧结工艺与设备,在绳锯串珠生产中采用热等静压（HIP）与高温钎焊工艺。激光据片生产中完善刀头烧结工艺与焊接工艺参数,生产高质量的激光据片。     

金属胎体对金刚石把持力的概述

把持力指的是胎体对金刚石颗粒的包镶能力,它能够直接定量地衡量金刚石颗粒在胎体中被牢固黏结而不脱落的程度,是影响金刚石工具使用性能和工作寿命的关键因素。我们从把持力的形成机制出发,介绍了把持力研究的重要意义以及提高把持力的方法。然后,分别介绍了定性分析法、抗弯强度分析法、弹性力学方程表征法、拉曼光谱分析法、抗拉强度试验法及张力环试验法等胎体对金刚石把持力的计算与评价方法。最后,总结了目前胎体对金刚石把持力研究存在的问题并给出了一些相应的建议。     

稀土对金属基金刚石节块力学性能的影响

金属基金刚石工具结合剂中添加少量稀土元素可以细化胎体晶粒,净化金刚石与胎体界面,从而改善结合剂与金刚石的界面结合状态。本研究通过在不同类别金刚石节块中添加或不添加稀土元素,观察其力学性能的变化,并进行比较分析,探讨稀土元素对不同类别金刚石节块力学性能的影响机制。实验结果表明稀土元素对不同类别金刚石节块抗弯强度的影响较为显著,同时,在铜基中加入稀土元素,可以加强金刚石与周围胎体的结合状况,提高胎体对金刚石的把持力。研究成果将有利于促进和推广稀土在金刚石工具制造领域中的应用。     

金刚石工具预合金胎体粉末制备技术

讨论了预合金胎体粉末的优点,研究了预合胎体粉末的制备技术,列举了预合金胎体金刚石工具的应用效果。     

热等静压(HIP)技术在超硬工具制造中的应用

本文简介了热等静压(HIP--Hot Isostatic Pressing)的基本原理与HIP压机的基本构造,阐述了将热等静压技术用于硬质合金钎头与金刚石串珠生产的优越性,介绍了国外金刚石串珠生产中采用HIP技术的效果.HIP技术有利于提高硬质合金的密度、抗弯强度、耐磨性与钎头使用寿命.用于金刚石串珠生产有助于串珠胎体致密化,提高胎体对金刚石的把持力、串珠环对钢体的夹持力及串珠使用寿命.     

La-Ni预合金粉在金刚石工具中的作用及机理探讨

研究了La-Ni预合金粉在金刚石工具中的作用及机理。结果表明：在金刚石工具胎体中添加1．0％的La-Ni预合金粉,金刚石／铜基复合材料的抗弯强度达到最高。利用扫描电镜和能谱对断口进行分析,发现在实验条件下,稀土元素La有向Ti偏聚的倾向,并富集于基体金属与金刚石的界面。经X射线衍射分析发现：合金粉中的活性La可以还原Ti颗粒表面的TiO薄膜,从而增强Ti的活性、净化界面,提高铜基胎体对金刚石的粘结性能。     

金刚石表面镀钛对金刚石锯片性能的影响

金刚石表面镀钛与否对Co基和Cu-Sn基胎体抗弯强度、金刚石锯片切割性能的对比研究表明,金刚石表面镀钛可提高金刚石工具的寿命切割效率,采用扫描电镜对抗弯强度试验样品断面和使用过的锯片刀头的观察分析,确立了镀钛层与不同胎体的结合类型。