釬焊金剛石砂輪工具的技術(shù)現(xiàn)狀

目前，用釬焊法制作金剛石工具已開始成為熱點(diǎn)技術(shù)，但僅局限于單層工具，對(duì)于多層實(shí)現(xiàn)“孕鑲”尚不成熟。國外的釬焊技術(shù)研究始于20世紀(jì)80年代后期，但由于工作復(fù)雜至今仍停留在實(shí)驗(yàn)階段，其應(yīng)用也僅局限于單層工具；國內(nèi)的釬焊技術(shù)研究起步較晚，與發(fā)達(dá)國家相比，研究的廣度和深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因而進(jìn)展十分緩慢，文中就金屬結(jié)合劑金剛石工具固結(jié)金剛石磨粒的技術(shù)特點(diǎn)以及在運(yùn)行過程中金剛石磨粒容屑空間的特點(diǎn)進(jìn)行了闡述，分析了釬焊法制作金剛石工具的現(xiàn)狀，指出了釬焊金剛石工具的技術(shù)問題和解決出路。

1  金屬結(jié)合劑金剛石工具

按照制作方法不同，金屬結(jié)合劑金剛石工具可分為以下三類：粉末冶金熱壓燒結(jié)金剛石工具、電鍍金剛石工具和釬焊金剛石工具。

1．1  粉末冶金熱壓燒結(jié)金剛石工具

粉末冶金熱壓燒結(jié)金剛石工具是以金剛石為切磨材料，以金屬粉末為結(jié)合劑，利用粉末冶金的方法，經(jīng)過混料、造粒、壓制成型、燒結(jié)以及必要的后期修整加工而成的一類金剛石工具制品。

產(chǎn)品已形成系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，品種規(guī)格齊全，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，部分產(chǎn)品在國際市場上具有一定的競爭力。粉末冶金熱壓燒結(jié)金剛石工具是各類金剛石制品中出現(xiàn)較早的一類，也是目前品種較多、用量較大、用途較廣的一類，其產(chǎn)品銷量占據(jù)整個(gè)金屬結(jié)合劑金剛石工具的80％以上。

盡管利用該方法生產(chǎn)的金剛石工具在各行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益，但其固結(jié)金剛石磨粒技術(shù)本身始終存在著嚴(yán)重的不足，金剛石的有效使用率大約在10％左右，造成了金剛石磨粒資源的大大浪費(fèi)。主要表現(xiàn)在金剛石磨粒基本上是以機(jī)械包鑲的形式存在于金屬胎體中，金屬結(jié)合劑對(duì)金剛石磨粒的把持能力不強(qiáng)，金剛石工具在使用過程中非正常磨損、脫落、殘出的金剛石較多，金剛石實(shí)際利用率較低，金剛石原料浪費(fèi)較大。

多年來業(yè)內(nèi)專家為了提高金屬結(jié)合劑對(duì)金剛石的把持能力做了大量的工作，除了通過對(duì)金剛石進(jìn)行表面改性（表面金屬化、表面形貌改變等）來增強(qiáng)金屬結(jié)合劑對(duì)金剛石磨粒的把持力有一定的效果外，通過直接在金屬結(jié)合劑中加入適量的Ti（鈦）、Cr（鉻）、In（銦）、Zr（鋯）等活性元素來強(qiáng)化金屬結(jié)合劑均沒有大的技術(shù)突破。在學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為金屬結(jié)合劑的增強(qiáng)機(jī)理就是通過在金剛石表面與結(jié)合劑之間形成一層金屬碳化物，通過碳化物作為過渡層，提高結(jié)合劑對(duì)金剛石表面的潤濕能力與毛細(xì)作用能力，達(dá)到化學(xué)冶金結(jié)合的效果。

而實(shí)際上在熱壓燒結(jié)過程中，為了保護(hù)金剛石磨粒不被石墨化，影響金剛石的使用質(zhì)量，其燒結(jié)溫度達(dá)不到這些活性元素的熔化溫度，碳化物無法形成，導(dǎo)致活性元素起不到理論上的理想作用。金剛石磨粒只好被機(jī)械的夾持在金屬結(jié)合劑中，并沒有發(fā)生所謂的化學(xué)冶金反應(yīng)。所以，此類工具僅靠機(jī)械包鑲形式來固定金剛石磨料，在使用過程中對(duì)金剛石的把持力是有限的。