1 概述 由金刚石和立方氮化硼(CBN)制作的超硬磨料工具被广泛应用于各类金属材料的磨削加工,石材、陶瓷、光学玻璃等硬脆材料的加工,以及公路养护、地质采矿、油气钻探等众多工程领域,市场需求量很大。目前生产中使用的超硬磨料工具一般是利用多层烧结或单层电镀工艺来制作,磨粒只是被机械地包埋、镶嵌在结合...
第四军医大学的马楚凡等利用真空炉中钎焊的方法,以NiCr13P9合金作为钎料,同时加入少量Cr粉,在高温(950℃)加压及真空度为0.2Pa的条件下进行钎焊,实现了金刚石与钢基体间的牢固结合,研制出用于牙科CEREC
CAD/CAM系统的专用单层钎焊金刚石砂轮。扫描电镜观察显示,银白色的合金包绕在金刚石周界,钎料在金刚石磨粒间分布均匀,金刚石已被牢固钎焊,金刚石出刃高度大。X射线衍射分析能观察到Cr3C2衍射峰,表明有Cr3C2生成。正是通过金刚石界面上的碳化物层,合金材料实现了对金刚石的高把持力。磨削实验证实了金刚石确有高把持强度,钎焊金刚石砂轮的耐用度及磨削效率较普通电镀砂轮明显提高。
华侨大学的黄辉等利用高频感应钎焊的方法,以Ni-Cr合金为钎料,尝试在空气中直接进行金刚石磨粒的钎焊。通过适当控制钎焊
电流和钎焊时间,实现了金刚石与钢基体的牢固焊接。磨削实验表明,采用该方法制造的金刚石工具在金刚石磨粒与基体之间有着较高结合强度,金刚石磨粒在整个加工过程中未出现脱落,金刚石磨粒的磨损过程为正常磨损。另外,还尝试在自制真空炉中利用高频感应钎焊金刚石节块。通过调整加热时间与加热功率来控制钎料加热温度,实现金刚石与基体的牢固连接,并制作了金刚石磨盘。在磨削加工花岗石的过程中,对金刚石磨粒的出露高度、磨粒的磨损状态进行了跟踪,揭示了钎焊金刚石工具在加工过程中的磨损性能。
2.2 银基合金钎料钎焊金刚石的工艺及方法
南京航空航天大学的肖冰等利用高频感应钎焊的方法,以添加Cr粉的Ag-Cu合金作为钎料,在空气中感应钎焊35秒,钎焊温度780℃,实现了金刚石与钢基体间的牢固结合。经X射线能谱及X射线衍射分析,发现金刚石界面上有Cr3C2生成。与不加Cr粉的Ag-Cu合金钎料的对比试验表明,合金钎料正是通过金刚石界面上的这一碳化物层而强有力地把持住金刚石。
哈尔滨工业大学的孙凤莲等利用真空炉中钎焊的方法,以Ag-Cu-Ti活性钎料合金箔作为填充材料,对CVD金刚石厚膜进行了钎焊实验。实验

数:真空度5×10-3Pa,钎焊温度920℃,升温和降温速度为30℃/min,保温时间20min。经X射线衍射分析,确定了金刚石与钎料结合界面处的新生化合物为TiC层。正是该碳化物层使钎料与金刚石之间产生了冶金结合,使金刚石厚膜与基体金属之间形成牢固连接。在此基础上,讨论了不同的钎焊温度(850℃、880℃、910℃、940℃和970℃)对金刚石结合强度的影响。试验结果表明,在940℃时剪切强度最大,达133MPa。可见,钎焊温度直接影响到钎料、金刚石与基体之间的结合强度。