金刚石工具钎焊技术
Chois.dong
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2017-08-11 16:36:12
国外的钎焊技术研究始于20世纪80年代后期，但由于工作复杂至今仍停留在实验阶段，其应用也仅局限于单层工具；国内的高温钎焊技术研究起步较晚，与发达国家相比，研究的广度和深度远远不够，因而目前进展十分缓慢，但随着我国加入wto，研究的步伐必然逐渐加速。
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，采用真空炉（真空度为0.2pa）内高温钎焊的方法，以nicr13p9合金为钎料，配以少量cr粉，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。钎料均匀分布于砂轮表面，金刚石已被牢固钎焊，触摸砂轮表面感觉相当锐利粗糙。钎料在金刚石磨粒间分布均匀，金刚石出刃高度高。其耐用度较电镀砂轮有了明显提高，工作后仅有少量金刚石脱落。
在对金刚石钎焊关键问题研究的基础上，论述了颗粒状和膜状金刚石钎焊的工艺特点，详细分析了各种钎料的优缺点。结果表明：Ni-Cr合金适于钎焊金刚石磨料用于制作单层金刚石工具；Ag-Cu-Ti适于钎焊金刚石膜用于制作金刚石刀具等。
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，采用真空炉（真空度为0.2pa）内高温钎焊的方法，以nicr13p9合金为钎料，配以少量cr粉，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。钎料均匀分布于砂轮表面，金刚石已被牢固钎焊，触摸砂轮表面感觉相当锐利粗糙。钎料在金刚石磨粒间分布均匀，金刚石出刃高度高。其耐用度较电镀砂轮有了明显提高，工作后仅有少量金刚石脱落。
在对金刚石钎焊关键问题研究的基础上，论述了颗粒状和膜状金刚石钎焊的工艺特点，详细分析了各种钎料的优缺点。结果表明：Ni-Cr合金适于钎焊金刚石磨料用于制作单层金刚石工具；Ag-Cu-Ti适于钎焊金刚石膜用于制作金刚石刀具等。
从目前砂轮的研究现状来看, 对金刚石钎焊质量主要通过金刚石钎焊微观形貌特征、钎焊金刚石刀具摩擦磨损性能、金刚石钎焊强度、金刚石钎焊接头残余应力进行分析。但是从高效精密加工的角度来看，金刚石钎焊强度并不是越大越好，过大的钎焊强度将导致磨钝的金刚石磨粒无法脱落， 而磨钝的磨粒将带来磨削烧伤、磨削裂纹等加工质量问题。此外，对于多层金刚石钎焊砂轮，如果钎料磨损率与金刚石磨损率之间具备一定匹配关系， 那么将有可能实现上一层金刚石磨损后， 下一层金刚石的及时补偿。另外，磨削加工技术对加工刀具散热性能和容屑性能也有较高要求。而这些要求在当前金刚石钎焊质量评判方法中较少有文献给出。因此,随着高效精密制造技术的发展， 对金刚石钎焊技术提出的要求也日益提高。而对于如何开展下一步研究，笔者认为有如下几点是需要重点考虑的：
（1） 进一步研究分析金刚石钎焊强度的影响因素及影响机理，通过优化组合相关钎焊工艺技术，实现对金刚石磨粒钎焊强度的控制方法。
（2） 通过对金刚石钎料的选取和配方的优化,实现基体材料与磨粒之间磨损性能的匹配, 使磨粒在磨削过程中自动均匀的出露, 无需修整。
（3） 通过改进相关工艺, 在实现砂轮基体材料对磨粒有合适地持力的基础上, 引入造孔剂提高基体材料的孔隙率, 增大容屑空间和散热能力, 实现工件的无热损伤加工。
（1） 进一步研究分析金刚石钎焊强度的影响因素及影响机理，通过优化组合相关钎焊工艺技术，实现对金刚石磨粒钎焊强度的控制方法。
（2） 通过对金刚石钎料的选取和配方的优化,实现基体材料与磨粒之间磨损性能的匹配, 使磨粒在磨削过程中自动均匀的出露, 无需修整。
（3） 通过改进相关工艺, 在实现砂轮基体材料对磨粒有合适地持力的基础上, 引入造孔剂提高基体材料的孔隙率, 增大容屑空间和散热能力, 实现工件的无热损伤加工。
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