如何提高金刚石工具的质量

制粒工艺在我国的硬质合金、陶瓷生产中已广泛地被采用，近年来在金刚石刀头生产中也获得了广泛应用与发展。粉末制粒的优点是，金刚石的偏析减少，分布更为均匀，改善了刀头的切割性能，增加粉末的流动性，使容积式冷压工艺应用成为可能，普通冷压工艺性更好，减少了粉尘对工人的危害。其缺点是增加了投资与工艺程序，制粒时要添加粘结剂，后者对焊接、烧结和胎体性能可能有不利的影响。

各种制粒方法的比较：

喷雾法：优点：产量大，形状均一。缺点：需清洗，不含金刚石，仅一种金属，设备大。

滚动法：优点：易于操作，石蜡粘结性好，球形。缺点：制粒工艺不稳定，含金刚石，制粒困难，需过筛。

挤压筛分法：优点：速度快，粘结剂用量少，易于操作。缺点：不含金刚石，需筛分，形状不均一，合格率20％～40%。

手工筛分法：优点：简单，投资少，可含金刚石，生产量小。缺点：难以选择粘结剂，所需劳动繁重，形状不规则。

压力搓筛与滚动法：优点：工艺稳定，易于清洗，可自动化，可含金刚石，一次制粒量任选。缺点：难以选择粘结剂，需用较多熔剂。

低速搅拌高速斩切法：优点：可自动化，粒度大小可人为控制。缺点：不含金刚石，一次制粒量不能太少，合格率70％～80%。

德国飞羽公司推出GA180、GA240制粒机，其制粒工艺由于混→加粘结剂搅拌→刮板搓筛→滚动制粒构成。采用此法使刀头冷压速度提高3倍，模具寿命提高1倍，冷压成本降低23。

韩国迪爱克斯公司推出CA-10制粒机，其工艺由加粘结剂干混→外圆低速搅拌(25～28rmin)→中心高速斩切(2300～2800rmin)构成。?

为了制粒，德国研制了GB300、400、500型粘结剂，韩国使用Olycox，我国南京思尚科贸中心研制成的WS-120造粒剂为白色团体球状粉末，密度为1.068gcm3，热分解温度320～350℃，烧结后残留灰分＜0.01%，已取代进口粘结剂，已在各金刚石工具厂得到广泛应用。

5．烧结工艺中推广真空保护气氛热压烧结工艺与设备

烧结是金刚石锯片生产中一道关键工艺，它的好坏将影响锯片的刀头密度、硬度与切割性能，烧结设备的技术性能也影响锯片生产成本、产品sample与质量。最近我们对金刚石锯片整体烧结炉进行了调研，用几种有代表性的炉型同时采用同一配方粉末进行对比烧结试验，其结果表明：

(1)氢气保护、无压烧结并式炉与钟罩炉适于生产低档小尺寸锯片，它单次产量大，但锯片寿命较低；?

(2)CSF500热压烧结炉，炉温分布均匀，氮气保护加压烧结锯片硬度高，密度大。锯切时锋利、寿命长，可生产高档锯片，并能生产多规格多品种锯片；?

(3)RYL系列中频气氛保护热压烧结炉设计性能优越，适于单一规格锯片的大批量生产，但对于多品种的适应性差，炉温分布有待进一步完善；?

(4)SF500、ZBRY-2型烧结炉经过完善后，是一种有发展前途的烧结设备。

6．金刚石绳锯生产中采用热等静压与高温钎焊工艺

近十年来，金刚石绳锯在采石与建筑工程中得到了创造性的应用，使金刚石绳锯从采石场到石材加工厂，从大块切割到修整成形，从板材切割到异形制品的加工以及建筑工程中多种应用，在世界范围的石材切割中占有10%的份额，并且还有不断增长的趋势。在发展进程中有几个主要特点：?
(1)串珠生产方法由电镀单层与双层金属金刚石串珠，到热压烧结及高温钎焊串珠，使绳锯应用范围由大理石扩大到花岗岩与混凝土。

(2)绳锯直径由10～12mm减小到6～8mm，提高了加割效率，降低了材料消耗。

(3)CNC控制的绳锯机的发展，使多绳锯成为可能，从而使绳锯机进入板材厂，可有效切割板材与异形制品，可取代框架锯与桥式板材锯机。?

(4)将热等静压工艺用于串珠生产，提高串珠的密度、硬度、强度与使用寿命。?

热等静压(HIP)是将烧结好的制品，置于热等静压机中，以惰性气体Ar(氩气)为传压介质，温度升至1320～1400℃，气体受热膨胀产生80～150MPa压力，将串珠置于玻璃包套中处理一定时间即可。?

热等静压可降低制品中的孔隙度，提高密度、强度、冲击韧性及使用性能。我国北京钢铁研究院、中南工大粉冶所、北京有色金属研究总院、株洲硬质合金厂都有热等静压设备。

(5)采用单层高温钎焊金刚石串珠?

该工艺是我国台北台湾砂轮制造公司(KNIK Inc.)推出的专利新技术，高温钎焊串珠中金刚石排列规则，分布合理，化学键合与冶金结合并存，金刚石把持力强、突出高。其金刚石使用量可节省一半，锯切速度为普通锯片的2～4倍，切割寿命相当，锯片成本下降。
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7．积极发展高档激光焊接专用锯片

激光焊接锯片由于具有很多优点，在美国和欧洲不断获得发展，到目前已有15年的历史，全世界金刚石工具行业已有300条激光锯片生产线，在我国已超过20条。因此发挥现有设备的生产能力，研制高档激光焊接专用锯片，占领国际市场是我们的发展目标。
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(1)激光发生器不断完善与更新换代。国外已由横流式、快速轴流式发展到第三代板块式。功率达2～2.5kW,我国研制出气体横向流动、纵向约束放电激励、多折激光谐振腔、低吸收光学元件激光发生器。它们的特点是：功率大，耗气量少，运行成本低，维修工作量少，工作可靠，光束质量好，光斑小，焊接质量提高。
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(2)锯片基体与刀头固定方式由手动改为全自动，精度高，工作可靠。美国、意大利、德国、韩国与我国都有不同固定方式，其中有手动夹具、磁力夹具、气动夹具、滚压夹具等。

(3)不用焊料，但必须采用合理过渡层配方，使其性能与工作层及基体相匹配，提高焊接强度、焊透性，减少气孔与裂纹。?

(4)研制合理的工作层配方。一般Fe基、Co基、Ni基胎体易焊接，对含Cu、Sn、W、Wc、Pb过多的胎体难以焊接。?

(5)为适应沥青、养护混凝土加工的需要，研制斜齿、高低齿、刀形齿、硬质合金加强齿。

(6)重视激光锯片刀头烧结工艺的研究，选择合理的烧结温度、压力与时间，控制好烧结气氛与温度，是保证激光焊接质量的重要因素。?

(7)选择合理的焊接工艺参数，控制好焊接功率、角度、速度、偏移量、深宽比，保证焊接质量与强度.