對目前金剛石磨具釬焊工藝分析

摘要：隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，各種各樣的工業(yè)材料的應(yīng)用范圍與數(shù)量也隨之增多，其中以玻璃、陶瓷、石材的使用量最為突出；而作為切割他們的用具——金剛石磨具，也越來越顯現(xiàn)出它重要的作用；有調(diào)查研究表明：在平板玻璃加工工業(yè)這一方面，金剛石磨具的應(yīng)用呈現(xiàn)穩(wěn)步增長的趨勢。但與此同時我們也要注意到這樣一個事實：金剛石磨具的釬焊工藝與金剛石磨具的使用壽命有著一定的關(guān)系。只有保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，才可以最大程度上的創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟效益。在本文中，我們主要就目前金剛石磨具的釬焊工藝進行研究與分析。

關(guān)鍵詞：金剛石磨具；釬焊工藝

隨著科技的進步，金剛石作為切割材料的一種工具也被廣泛使用；隨著其合成技術(shù)的不斷進步發(fā)展，金剛石磨具在提高材料的利用率與產(chǎn)量上的優(yōu)勢也逐漸凸顯出來，很快便取代了傳統(tǒng)的磨具。在現(xiàn)在看來，在玻璃深加工等各個領(lǐng)域金剛石磨具的應(yīng)用十分廣泛。

1.釬焊工藝

釬焊工藝，它主要采用了比母材熔點低的金屬材料當(dāng)做釬料，先將焊件與釬料加熱到高于釬料熔點但要低于母材熔化的溫度，利用液態(tài)的釬料將母材潤濕，填充材料之間的接頭間隙，與此同時與母材之間形成相互擴散以便最終實現(xiàn)連接各個焊件的一種工藝方法。但在進行這項工藝之前一定要確保各個工件都進行了嚴(yán)格的清洗與加工：確保工件表面的油污與氧化膜已經(jīng)去除掉，為釬焊的順利進行打下基礎(chǔ)。同時還要注意接口裝配間的間隙，一般在 0.01～0.1毫米之間為最佳。

2.金剛石磨具的釬焊工藝分析

金剛石作為一種特殊的材料，以其突出的高硬度、最好的導(dǎo)熱性、良好的耐磨性贏得長期關(guān)注，同時也是加工各類堅硬材料不可缺少的工具。金剛石特殊的晶體結(jié)構(gòu)與其他材料有著明顯的差別，將其做成磨具對其他物體進行切割是現(xiàn)在應(yīng)用最廣的一種。用釬焊技術(shù)將金剛石與其他材料進行完美的結(jié)合，不僅再次增強了其強度，還可以大大提高其使用壽命。根據(jù)金剛石自身的物理性質(zhì)，因其界面上的結(jié)合強度高，所以只需要很薄的結(jié)合劑就可以將磨粒很好的保持住，并且裸露度可高達70%～80%。這樣不僅可以大大提高磨料的使用率延長其使用壽命，還在一定程度上提高了工作效率。這種技術(shù)與傳統(tǒng)的辦法相比，優(yōu)勢十分明顯。

3.金剛石磨具釬焊工藝存在的問題分析

金剛石磨具自身獨特的物理性質(zhì)也在一定程度上導(dǎo)致了它在進行釬焊工藝時會有一些問題產(chǎn)生。下面，我們主要就這方面來研究以下幾個問題。

3.1濕潤性的相關(guān)處理

在上面已經(jīng)提到了釬焊過程中的釬料的作用，也就是說釬料的性質(zhì)一定要與金剛石和胎體有良好的相溶性，在浸潤性和結(jié)合強度方面要達到一定的標(biāo)準(zhǔn)。作為一種新材料，金剛石的界面能超出一般的材料，很難對其表面進行潤濕操作，所以在釬料這一方面的要求還是較高的。在進行金剛石磨具的釬焊時，選取合適的釬料，并在其中添加適量的活性元素，保證在進行融化時可以對金剛石表面進行充分的覆蓋。一般都添加Ti、Cr、Zr等元素，以期在其表面形成碳化物。但要根據(jù)實際情況謹(jǐn)慎操作。

3.2熱損傷的工藝分析

金剛石磨具在進行釬焊這一過程時，在液態(tài)狀態(tài)下的釬料經(jīng)常與金剛石發(fā)生或多或少的相互擴散，導(dǎo)致一些金剛石的消耗。這是因為在固態(tài)金剛石的狀態(tài)下，金屬原子很難擴散，只有將釬料融為液態(tài)才可以保證金剛石中的碳原子向液態(tài)釬料中擴散，達到相互反應(yīng)的目的。在選擇釬焊材料時要保證釬料不過多消耗金剛石，像液態(tài)的Ni就會奪取過多的C，從而影響到金剛石的穩(wěn)定性，造成金剛石使用壽命過短，創(chuàng)造價值過低。所以說，在進行釬料選擇時，認真分析釬料的性質(zhì)，保證以金剛石最小的消耗創(chuàng)造較高的經(jīng)濟效益。

3.3進行釬焊作業(yè)時溫度的控制

在上面已經(jīng)提到，釬焊要求釬料的熔點要高于金剛石工具在工作時的工作溫度，也就是說釬料應(yīng)具備熔點較低，可以與金剛石的膨脹系數(shù)相接近的性質(zhì)，這樣的金屬或是合金材料需要再加入一些活性元素以此來保證金剛石不被過多消耗。在進行釬焊時，若是溫度過高，會造成金剛石的墨化或氧化，失去原有性質(zhì)，影響其強度，在連接時強度也會隨之下降；達不到預(yù)期的溫度也會造成一些問題，金剛石表面的濕潤性達不到預(yù)定指標(biāo)，產(chǎn)品的質(zhì)量下降，使用效果明顯變差。因此，在進行釬焊時，對溫度的控制要把握好，密切關(guān)注釬料與金剛石的結(jié)合情況，保證質(zhì)量。

3.4胎體的耐磨性

金剛石表面預(yù)金屬化是釬焊工藝的一個目標(biāo)，其要求是與胎體金屬實現(xiàn)化學(xué)冶金的有機結(jié)合。胎體的耐磨性與金剛石磨具的使用壽命有密切的關(guān)系。只要讓胎體保持在一個理想狀態(tài)下，制作出來的產(chǎn)品使用時限也會大大延長。固相粉末冶金燒結(jié)法這種較為傳統(tǒng)的方法不可能實現(xiàn)這兩者之間的完美結(jié)合，還是需要利用現(xiàn)在的科技對胎體進行全方位的分析，保證胎體可以在一個較為完美的狀態(tài)下與金剛石進行完美結(jié)合，提高其使用壽命。在胎體中加入一些元素可以增加其耐磨性，但要注意不要與其他原子反應(yīng)造成金剛石的侵蝕。

4.結(jié)語

現(xiàn)階段我國對金剛石磨具的釬焊工藝還沒有達到世界先進水平，但總體來說還是有很大的進步空間的。我們應(yīng)該與發(fā)達國家的相關(guān)技術(shù)團隊建立友好的關(guān)系，定期開展技術(shù)交流，發(fā)展友好的合作關(guān)系，同時加強技術(shù)層面的合作；相關(guān)單位可以培養(yǎng)專業(yè)人才進行更深層面的技術(shù)鉆研，爭取讓我國在金剛石磨具的釬焊工藝這一方面達到世界水平，讓其工作的更有效率從而創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟效益。

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作者簡介：趙海祥（1976.9-），男，籍貫：河北省武安市，現(xiàn)有職稱：中級，學(xué)歷：本科。