钎焊金刚石砂轮工具的技术现状

目前，用钎焊法制作金刚石工具已开始成为热点技术，但仅局限于单层工具，对于多层实现“孕镶”尚不成熟。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，因而进展十分缓慢，文中就金属结合剂金刚石工具固结金刚石磨粒的技术特点以及在运行过程中金刚石磨粒容屑空间的特点进行了阐述，分析了钎焊法制作金刚石工具的现状，指出了钎焊金刚石工具的技术问题和解决出路。

1  金属结合剂金刚石工具

按照制作方法不同，金属结合剂金刚石工具可分为以下三类：粉末冶金热压烧结金刚石工具、电镀金刚石工具和钎焊金刚石工具。

1．1  粉末冶金热压烧结金刚石工具

粉末冶金热压烧结金刚石工具是以金刚石为切磨材料，以金属粉末为结合剂，利用粉末冶金的方法，经过混料、造粒、压制成型、烧结以及必要的后期修整加工而成的一类金刚石工具制品。

产品已形成系列化、标准化，品种规格齐全，产品质量稳定，部分产品在国际市场上具有一定的竞争力。粉末冶金热压烧结金刚石工具是各类金刚石制品中出现较早的一类，也是目前品种较多、用量较大、用途较广的一类，其产品销量占据整个金属结合剂金刚石工具的80％以上。

尽管利用该方法生产的金刚石工具在各行业得到了广泛应用，并取得显著的经济效益，但其固结金刚石磨粒技术本身始终存在着严重的不足，金刚石的有效使用率大约在10％左右，造成了金刚石磨粒资源的大大浪费。主要表现在金刚石磨粒基本上是以机械包镶的形式存在于金属胎体中，金属结合剂对金刚石磨粒的把持能力不强，金刚石工具在使用过程中非正常磨损、脱落、残出的金刚石较多，金刚石实际利用率较低，金刚石原料浪费较大。

多年来业内专家为了提高金属结合剂对金刚石的把持能力做了大量的工作，除了通过对金刚石进行表面改性（表面金属化、表面形貌改变等）来增强金属结合剂对金刚石磨粒的把持力有一定的效果外，通过直接在金属结合剂中加入适量的Ti（钛）、Cr（铬）、In（铟）、Zr（锆）等活性元素来强化金属结合剂均没有大的技术突破。在学术界普遍认为金属结合剂的增强机理就是通过在金刚石表面与结合剂之间形成一层金属碳化物，通过碳化物作为过渡层，提高结合剂对金刚石表面的润湿能力与毛细作用能力，达到化学冶金结合的效果。

而实际上在热压烧结过程中，为了保护金刚石磨粒不被石墨化，影响金刚石的使用质量，其烧结温度达不到这些活性元素的熔化温度，碳化物无法形成，导致活性元素起不到理论上的理想作用。金刚石磨粒只好被机械的夹持在金属结合剂中，并没有发生所谓的化学冶金反应。所以，此类工具仅靠机械包镶形式来固定金刚石磨料，在使用过程中对金刚石的把持力是有限的。