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        钎焊技术在金刚石工具中的应用(二)
        时间:2019-04-24

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               钎焊金刚石工具的研究现状

          目前ag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅,用钎焊法制作金刚石(或立方氮化硼)工具已开始成为热点技术ag视讯厅,但仅局限于单层工具ag视讯厅ag视讯厅,对于多层实现“孕镶”尚未见有成果发表。国外的钎焊技术研究始于20世纪80年代后期ag视讯厅ag视讯厅,但由于工作复杂至今仍停留在实验阶段ag视讯厅,其应用也仅局限于单层工具ag视讯厅ag视讯厅;国内的高温钎焊技术研究起步较晚ag视讯厅,研究的广度和深度远远不够ag视讯厅ag视讯厅,因而目前进展十分缓慢ag视讯厅ag视讯厅,但随着我国加入WTOag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅,研究的步伐必然逐渐加速ag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅。

          (1)国外高温钎焊金刚石工具的研究状况

          瑞士A K Chattopadhyay等用火焰喷镀法(氧—乙炔焊枪)把钎料合金(72%Niag视讯厅,14.4%Crag视讯厅ag视讯厅,3.5%Feag视讯厅ag视讯厅,3.5%Siag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅,3.35%Bag视讯厅,0.5%O2)镀于工具钢基体上ag视讯厅ag视讯厅,并将金刚石(不包衣)布排于焊料层面上ag视讯厅ag视讯厅,然后在1080℃ag视讯厅ag视讯厅、氩气?ag视讯厅;は赂杏ηズ?0秒来实现金刚石与钢基体结合ag视讯厅。钎料合金中的Cr作为一种强碳化物元素ag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅,在钎焊过程中向金刚石表面富集而实现金刚石的表面金属化ag视讯厅ag视讯厅。?

          Wiand等在美国专利上介绍的方法是:焊料(Ni-Cr)金属粉加有机粘结剂制成钎焊漆ag视讯厅ag视讯厅,把包衣金刚石粘在工具钢基体上ag视讯厅ag视讯厅,然后涂附钎焊漆ag视讯厅,再加热到一个适中的温度并保温一定时间以排除挥发物质ag视讯厅。在真空炉(真空度1.333×10-2Pa)或干式氢气炉中加热到1100℃左右ag视讯厅ag视讯厅,保温1小时ag视讯厅ag视讯厅,钎焊的同时完成金刚石的表面金属化ag视讯厅。

          一些专利中也同样采用Ni-Cr合金钎料实现了钎焊ag视讯厅,钎料中还包括Feag视讯厅ag视讯厅、B元素或Siag视讯厅、Mo等ag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅。例如ag视讯厅ag视讯厅,在文献[14]中采用含Si或Si和Ti的Ni-Cr合金钎料在真空炉中实现钎焊ag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅,钎焊温度为1126~1176℃ag视讯厅ag视讯厅;文献[15]采用Cu基含Wag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅、Feag视讯厅、Crag视讯厅ag视讯厅、Bag视讯厅ag视讯厅、Si等钎料钎焊金刚石砂轮ag视讯厅ag视讯厅;文献[16]用Ag-Mn-Zr银基钎料来钎焊金刚石工具ag视讯厅ag视讯厅,从而替代电镀工具ag视讯厅。

          德国的A Trenker等在钎焊过程中分别采用了镍基活性钎料和镍基钎料来实现金刚石与基体的结合ag视讯厅ag视讯厅。由与电镀工具的对比图可以看出ag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅,高温钎焊金刚石工具的性能比电镀金刚石工具优异得多ag视讯厅ag视讯厅,钎焊工具(使用活性钎料和PDA989、PDA665金刚石)起始磨削性能是电镀工具(镍基钎料和PDA665金刚石)的3.5倍以上ag视讯厅,寿命是电镀工具的3倍以上ag视讯厅;由于钎焊工具有较大的容屑空间ag视讯厅ag视讯厅,金刚石磨粒有较大的自由切削面且磨粒间空间较多ag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅,使切屑很容易被排除ag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅,所以钎焊金刚石工具的磨削性能好ag视讯厅。

          (2)国内高温钎焊金刚石工具的研究状况

          第四军医大学和西安交通大学在国内外钎焊金刚石研究的基础上ag视讯厅ag视讯厅,采用真空炉(真空度为0.2Pa)内高温钎焊的方法ag视讯厅ag视讯厅,以NiCr13P9合金为钎料ag视讯厅,配以少量Cr粉ag视讯厅ag视讯厅,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ag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅。钎料均匀分布于砂轮表面,金刚石已被牢固钎焊ag视讯厅,触摸砂轮表面感觉相当锐利粗糙ag视讯厅。钎料在金刚石磨粒间分布均匀ag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅,金刚石出刃高度高ag视讯厅ag视讯厅。其耐用度较电镀砂轮有了明显提高ag视讯厅,工作后仅有少量金刚石脱落ag视讯厅。

          南京航空航天大学的肖冰等利用高频感应钎焊的方法ag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅,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ag视讯厅,钎焊温度780℃ag视讯厅,实现了金刚石与钢基体间的牢固结合ag视讯厅ag视讯厅。姚正军等利用在Ar气盿g视讯厅ag视讯厅ag视讯厅;ぢ懈杏ηズ傅姆椒?ag视讯厅ag视讯厅,用Ni-Cr合金粉末做钎料ag视讯厅,真空感应钎焊30秒ag视讯厅,钎焊温度1050℃ag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅,实现了金刚石与钢基体的牢固连接ag视讯厅ag视讯厅。利用扫描电镜和X射线能谱仪ag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅,结合X射线衍射结构分析ag视讯厅ag视讯厅,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Cr7C3ag视讯厅ag视讯厅,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ag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅、缓进给ag视讯厅、重负荷进行ag视讯厅,从砂轮磨削后的表面形貌来看ag视讯厅,没有金刚石整颗脱落ag视讯厅ag视讯厅ag视讯厅,金刚石磨粒属正常磨损ag视讯厅ag视讯厅,说明金刚石有较高的把持强度ag视讯厅,适合于磨削加工ag视讯厅。

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