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。     

不断完善预合金粉末的性能,满足金刚石工具的应用（下）

为此欧泰克金刚石工具公司采用图9a所示的还原炉对冷压后生坯刀头还原,新途金刚石工具公司则采用图9b型还原炉还原[12、13]。2.6激光焊接锯片的脱脂、抽真空和氮气保护下的烧结我国引进的激光焊接锯片的生产工艺中,多采用制粒和全自动冷压机压制刀头,烧结时多采用DSP475,510/515烧结机进行烧结,此时采用脱蜡,抽真空,充入保护气氛（N2）进行烧结,既提高了石墨模具的寿命,又充分保证了刀头的烧结质量,其典型的烧结工艺曲线见图10。     

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。     

金刚石工具性能提升应用广

近年来,同际上新材料、新技术、新工艺、新设备创新成果不断涌现,如超细预合金粉末、激光加工、真空钎焊技术、金刚石镀覆技术、金刚石均布技术等前沿新技术,正在被高度关注与重点研发,研发成果也逐步形成产业化。随着这些研发成果产业化,金刚石工具性能不断提升、功能不断扩展,目前其应用范围已逐渐延伸至半导体、航空航天、信息等诸多领域,为金刚石工具制造企业提供了高额利润和巨大发展空间。     

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。     

金刚石工具用Ni-Co合金粉末的制备及表征

在金刚石工具领域,纯钴基以及钴基金刚石工具具有优良的使用性能,但钴价格很高,使纯钴基以及钴基金刚石工具的使用受到了限制,所以代钴研究具有重大的实际意义。镍和钴同属于过渡族元素,两者物理和化学性质非常接近,故镍代钴有一定的可行性。采用草酸盐共沉淀法得到前驱体,然后将前驱体煅烧还原的工艺制得N i-Co预合金粉末;对前驱体进行了X射线、热(差热和热重)分析,结果表明,通过共沉淀法得到的前驱体是固溶体;对预合金粉末进行了性能表征,所制得的N i-Co预合金粉末氧含量低,形貌近似球形,粒度均匀;通过共沉淀反应前的成分设计,可制备出成分含量连续变化的预合金粉末;通过改变制备工艺参数,可制取不同粒径的粉末。本实验的粉末成分设计是:70N i-30Co(w t%)。     

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。     

金刚石粒度对金刚石锯片性能的影响

根据锯切过程中锯片的金刚石粒度与切屑厚度之关系论述金刚石粒度对锯片性能的影响,主要包括锯切率、使用寿命、功率消耗。在关于金刚石粒度的表示方式中,指出单纯以目数表示金刚石粒度的局限性和以每克拉颗粒数(PPC)表示金刚石粒度的重要性。     

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。     

金属粉料预压块的还原处理对金刚石工具胎体性能的影响

以铁基粉末为金刚石工具胎体材料,采用＂预压-还原-热压烧结＂和＂预压-热压烧结＂工艺制备烧结体。采用氧含量测定仪检测了预压块和还原块的含氧量,采用扫描电子显微镜（SEM）观察了烧结体的微观形貌,研究了铁基粉末预压块的还原处理对胎体体积密度、洛氏硬度、抗弯强度和耐磨性等性能的影响。试验结果表明：经过还原处理后,还原块的氧含量明显降低,获得的烧结体组织更加致密,其性能也优于未处理过的。     

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。     

天然鳞片石墨灰分对粉末技术合成金刚石的影响

天然鳞片石墨已经被广泛应用于粉末触媒技术合成人造金刚石，其性能直接关系着金刚石的各项性能指标。文章通过研究天然鳞片石墨灰分对金刚石静压强度、TTI等性能指标的影响，提出了在选择合成金刚石用石墨材料时，灰分应低于50ppm，同时灰分较低时也要注意残留物有害元素对金刚石的影响，如S、Si等。     

金刚石浓度、粒度和强度对锯片切割性能的影响

文章通过一系列试验数据，总结出锯片效率和寿命与金刚石浓度粒度强度变化规律的关系，为优化锯片性能提供依据。