采用预合金技术实现金刚石的钎焊连接（一）

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　　0前言

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　　从1954年人造金刚石诞生起始，金刚石工具的应用日益广泛，其中，石材加工行业的金刚石锯片是耗用金刚石的最大领域，其耗用量约占全国人造金刚石总产量的90%。据国内外统计资料估计，目前世界上工业金刚石70%左右用于制造石材加工工具，其中占绝大多数的是金刚石圆锯片。

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　　在金刚石圆锯片的使用过程中，金刚石的利用率比较低，这是因为刀头中的金刚石并非磨损失效，而是以脱落形式大量流失。传统的金刚石刀头制造是靠胎体对金刚石的把持作用固定金刚石，当胎体磨损到金刚石被过多暴露时，金刚石会自行脱落。

　　提高胎体与金刚石的结合力是避免金刚石早期脱落最有效的技术措施。遗憾的是金刚石与胎体是很难连接的，目前比较有效的技术措施是在金刚石表面镀上钛、镍等金属，以便实现金刚石与胎体的有效结合。

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　　传统的胎体粉是由纯金属或者简单合金构成，这些金属要么对金刚石不润湿、要么在烧结温度下对金刚石没有润湿性。研究中，在传统的铜合金中添加铬、钛、钒、锆、镍、锰等金属形成预合金，制成粉末的预合金含有对金刚石润湿的活性元素，在金刚石到头烧结过程中，活性元素与金刚石相互扩散，实现了胎体与金刚石的钎焊连接。

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　　预合金粉末一方面可以提高合金对金刚石的浸润性，增加金刚石的出刃高度，提高金刚石的利用率；另一方面，粉状钎料比机械混合粉末的化学成分稳定，克服了机械混合粉末的比重偏析、低熔点金属先熔与富集、易氧化及易挥发，低熔点易挥发金属在烧结过程中被烧损等影响胎体性能的因素，保证了金刚石刀头的稳定性和一致性。

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　　1骨架和粘结剂对金刚石的把持作用

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　　人造金刚石刀头的胎体一般由骨架成分和粘结剂两组分构成，一般选取高熔点、高耐磨、高强度的金属做骨架材料，选用一组低熔点金属用作粘结剂。

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　　在结合剂的选用上，由于常用的低熔点金属(锡、锌等)强度低、易氧化、易富集，它的性能不够理想，银、铜等金属可以克服上述缺点，但是较高的熔点或价格限制了它们的使用。

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　　在机械混合粉末烧结的胎体中，存在于刀头中的金刚石是靠机械包镶和把持作用与胎体连接在一起的，金刚石与胎体的连接主要是机械连接。

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　　烧结后的金属结合剂胎体已具有一定的致密度和相当高的强度、硬度、韧性，对包裹在其中的金刚石也具有较牢固的机械镶嵌作用。

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　　结合剂应具备两个基本功能：一是将耐磨材料连接成网格骨架把持金刚石；二是能随着金刚石的磨耗而磨耗，使金刚石正常出刃。另外，结合剂除了具备一定的硬度、韧性和耐磨性之外，如果对金刚石有一定的浸润性将极大的提高金刚石的出刃高度，从而改善金刚石工具的使用性能。

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　　性能良好的结合剂，就是在金刚石、胎体材料、气孔率、制造、使用诸条件确定的情况下，能形成足够稳定的胎体；使用时胎体能与金刚石较好地保持同步磨损或略超前磨损，让金刚石充分发挥作用的同时合理地磨损、脱落。

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