煙臺金剛石釬焊：國內(nèi)高溫釬焊金剛石工具的研究狀況

第四軍醫(yī)大學(xué)和西安交通大學(xué)在國內(nèi)外釬焊金剛石研究的基礎(chǔ)上，采用真空爐(真空度為0.2Pa)內(nèi)高溫釬焊的方法，以NiCr13P9合金為釬料，配以少量Cr粉，在高溫(950℃)加壓(4.9MPa)的條件下進(jìn)行釬焊，從而實現(xiàn)了金剛石與鋼基體間的牢固結(jié)合。釬料均勻分布于砂輪表面，金剛石已被牢固釬焊，觸摸砂輪表面感覺相當(dāng)銳利粗糙。釬料在金剛石磨粒間分布均勻，金剛石出刃高度高。其耐用度較電鍍砂輪有了明顯提高，工作后僅有少量金剛石脫落。

南京航空航天大學(xué)的肖冰等利用高頻感應(yīng)釬焊的方法，用Ag-Cu合金和Cr粉共同作中間層材料，在空氣中感應(yīng)釬焊35秒，釬焊溫度780℃，實現(xiàn)了金剛石與鋼基體間的牢固結(jié)合。姚正軍等利用在Ar氣保護(hù)爐中感應(yīng)釬焊的方法，用Ni-Cr合金粉末做釬料，真空感應(yīng)釬焊30秒，釬焊溫度1050℃，實現(xiàn)了金剛石與鋼基體的牢固連接。利用掃描電鏡和X射線能譜儀，結(jié)合X射線衍射結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)在釬焊過程中Cr元素金剛石界面形成富Cr層并與金剛石表面的C元素反應(yīng)生成Cr3C2和Cr7C3，這是實現(xiàn)合金層與金剛石有較高結(jié)合強(qiáng)度的主要因素。磨削實驗采用大切深、緩進(jìn)給、重負(fù)荷進(jìn)行，從砂輪磨削后的表面形貌來看，沒有金剛石整顆脫落，金剛石磨粒屬正常磨損，說明金剛石有較高的把持強(qiáng)度，適合于高效磨削加工。

臺灣中國砂輪公司(KNIK.Inc)推出單層均布金剛石高溫釬焊串珠，在不降低其壽命的條件下，金剛石用量減少50%，切割速度提高2倍。

作者所在課題組在國內(nèi)外研究的基礎(chǔ)上，采用Ni82CrBSi合金片狀釬料，金剛石均勻排布在釬料片上，在低真空熱壓燒結(jié)爐中實現(xiàn)釬焊，對釬焊金剛石工具進(jìn)行了初步研究，并且探索如何將釬焊這一技術(shù)用于孕鑲工具中。從優(yōu)化金剛石在胎體中的排布方式、金剛石粒度、濃度等靜態(tài)結(jié)構(gòu)參數(shù)及有效金剛石數(shù)量、金剛石間距等動態(tài)參數(shù)出發(fā)，實現(xiàn)單層金剛石在橫向平面的有序排布，再通過疊層法在縱向呈錯落排布，實現(xiàn)工作層中金剛石具備連續(xù)工作能力。為檢驗胎體對金剛石的包鑲能力，特制作一只表鑲金剛石鉆頭，進(jìn)行5次開刃實驗，并測得其最大平均出刃值。通過對釬焊單層工具金剛石出刃高度的測試(金剛石為45/50目)，發(fā)現(xiàn)了其最大出刃值可達(dá)到70%以上，可以看出，釬焊技術(shù)可使金剛石與胎體的結(jié)合強(qiáng)度大大提高。對金剛石鉆頭(φ63mm)進(jìn)行鋼筋混凝土鉆進(jìn)模擬實驗的結(jié)果表明，鉆頭在鉆齒磨損近2mm時仍能繼續(xù)工作，從理論上講已經(jīng)有兩層金剛石參與了工作，這似乎說明了可以實現(xiàn)"孕鑲"，具體的應(yīng)用工藝仍在進(jìn)一步研究之中。

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