粉末钎料之预合金形态的应用

金刚石工具常见的胎体结合剂有4种类型：铜基结合剂、钴基结合剂、铁基结合剂和碳化钨基结合剂。其中，以钴基结合剂使用效果最好，但由于其价格昂贵，难以大规模应用。目前，应用最为广泛的是铁基和铜基结合剂。结合剂中的添加成分有4种：黏结成分、低熔成分、强化成分和浸润成分。对于不同基的结合剂，其添加成分也不尽相同。在胎体骨架成分中，常选用高熔点的金属，如钨、碳化钨等，以调节胎体的硬度和耐磨性；同时选用对金刚石有很好化学浸润性的金属，如钴、镍、锰、钛、铬和钒等作为金刚石的黏结材料。但是对金刚石有润湿性的金属的润湿温度太高，与金刚石工具热压烧结的工艺条件不符合，将这类金属与铜熔合形成低熔点铜基合金是理想的技术途径。预合金粉末技术就是基于这种原理。

使用预合金粉末作为金刚石工具胎体的黏结剂，易于调整胎体性能，使之更适宜于加工对象；同时由于预合金是预先熔炼成合金，然后才制成粉末的，所以每颗粉末中都包含了组成合金的各种金属元素，这就比机械混合多种单一金属粉末要均匀得多，并从根本上避免了成分偏析。

预合金粉的熔化温度可以调整到烧结需要的温度。在烧结成形金刚石刀头过程中，只要温度升到预合金粉末的熔化温度，整个黏结成分的粉末就熔化，而不会出现无法兼顾黏结剂中不同组分熔化温度差距大，难以制订合理烧结温度的难题。

采用预合金粉末作为金刚石工具胎体的黏结剂，主要有以下优点：

1）采用预合金粉末制造的金刚石工具可以提高胎体对金刚石的包镶把持力，从而提高出刃高度；由于合金对金刚石的扩散作用，使得金刚石的抗冲击性能增加。从以上两方面提高金刚石工具的力学性能，增加金刚石工具锋利度并延长使用寿命。(www.xing528.com)

2）预合金粉末中不含易挥发、易氧化单质元素。采用预合金粉末制造的金刚石工具，提高了胎体的致密性和均匀性，从而改善了胎体的磨损状态。能根据工作对象性能的差异有针对性的选用不同性质的预合金粉末。由于预合金粉各元素成分固定，根本上避免了配料过程中的各种问题的产生，简化了胎体配料工作，为产品质量稳定提供了条件。

3）刀头烧结温度的高低主要取决于黏结金属中高熔点金属（铁、铜等）的熔点，预合金粉末的烧结过程中金属原子扩散所需激活能较低，熔化温度较低，热压温度低，可缩短烧结时间，避免烧结高温对金刚石造成的热损伤。

4）预合金粉末熔化区间窄，在一定烧结温度下既可以润湿金刚石，而在压力作用下又具有触变流动行为。在热压过程中，预合金粉末与骨架成分反应，能够扩散钎焊胎体，有利于增强胎体力学性能，并且不会形成低熔脆性相。

5）在金刚石工具正常的工作温度下，预合金粉末不会重熔或形变，保证了黏结层能承受胎体中硬质颗粒（骨架成分和金刚石）传给它的应力而不产生变形或松动。