烧结温度对FeCu基烧结胎体组织及性能的影响

ｓ ｉ ） ・ ０ 相的存在是抗弯强度降低的主要原因 。
关键词 ： 烧结温度
烧结胎体
显微组织
抗 弯 强度
中 图分 类 号 ： Ｔ Ｇ４ ２ ５
０ 序
言
而， Ｆ ｅ 基 胎体 硬度 较高 ， 金 刚 石 出 刃不 好 ， Ｆ ｅ作 为 触 媒 材料 ， 热压 烧结 时会促 进金 刚石 向石 墨转 化 ＿ ｌ 。 因此 ， 对于 Ｆ ｅ 基 金 刚石工 具来 说 ， 应 尽 量 降低 烧 结 温度 和 改
结温度下烧结胎体 的组织及性 能。结果 表明 ， 烧结胎体主要 由 Ｃ ｕ 基 固溶体 、 Ｆ ｅ 基 固溶体及 （ Ｍ ｎ ， Ｓ ｉ ） ・ ０ 相 组成 ， 随着烧结温 度的升高 ， 烧结胎体的相对密度先增大 后减小 ， 条带 状 （ Ｍｎ ， Ｓ ｉ ） ・ ０ 相逐渐 聚集长 大成 圆球状 ； 随着
热 压烧 结 机 对 混 合 粉 料 热 压 烧 结 ， 得 到 尺 寸 为４ ０ ｍｍ
２ ０ １ ７年 第 ３期 ４３
俘 掳 生产应用 。 ， ・ ， ／ ＂ ｌ ＞ ， ｌ １ ．
×８ Ｉ １ １ １ １ １ × ４ Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ ） １ 的 （ ： Ｉ Ｉ 烧 胎 ， 烧 过 Ｉ Ｉ 进 ． 饶 １ ． 参数 Ｉ ２ Ｊ 听爪 人
金 刚石 造成 热损 伤
的烧结 温度 ， 但胎体强度 、 耐磨 性 低 ， 影 响金 刚石 工 具 的使用 性 能 卜 ； Ｆ ｅ基烧 结胎 体 不仅成 本 廉价 ， 力 学性 能较高 ， 而且 对 金刚石 颗 粒有 较 好 的 润湿 性 ， 因此 成 为 目前金 属烧 结胎 体 中研 究 与应 用 的热 点 之一 ＿ ９ 。然
冬 ｌ １ ｈ （ ： － ｌ ３ （ ） 料 ｝ 术 ｌ （ Ｉ ｌ Ｉ ／ ｜ 『 １ ｝ 爪
彤
槲Ｃ ｔ ｔ 粉 术 的 …、 Ａ测 试结 ， 熔 化 ｎ １ Ｊ 为７ ４ ０～ ７ ８ ５ ｃ Ｌ ： ， — 【 ， 烧 结温 岌 为６ ０ ０～ ７ ０ ０ ： ｌ ｌ ， ｌ ， 热
试 验 材 料 为 国 内某 厂 家 生 产 的 Ｆ ｅ Ｃ ｕ ３ ０ 粉 末 和 Ｃ ｕ Ｚ ｎ Ｓ ｎ Ｍｎ Ｓ ｉ 粘 结剂 粉 末 （ 简称 Ｃ ｕ Ｚ ｎ粉 末 ） ， 粒 度 均 为
≤４ ８ ｍ， 两 种粉末 的名义化 学成 分见 表 １ ， 宏 观形貌 如
表 １ Ｆ ｅ Ｃ ｕ ３ ０和 Ｃｕ Ｚ ｎ粉 末 名 义 化 学 成 分 （ 质量 分数 ， ％）
图 １ 所示。
１ ． ２ 烧结 胎体 的制 备 将Ｆ ｅ Ｃ ｕ ３ ０粉末 和 Ｃ ｕ Ｚ ｎ粉末 按 ９ ： ｌ质 量 比混 合 ，
置 于三维 混料 机 中均匀 混 合 ９ ０ ｍ ｉ ｎ 。利 用 Ｓ ＭＶ Ｂ ６ ０型
收 稿 日期 ：２ ０ １ ６—１ ０—２ １
基金项 目： 国家 国际科技合作计 划项 目（ ２ ０ １ ５ Ｄ Ｆ Ａ ５ ０ ４ ７ ０ ）
基、 Ｎ ｉ 基、 Ｃ ｕ基和 Ｆ ｅ 基， 其中Ｃ ｏ 基 烧 结 胎体 制 造 成本
为 降低 铁基 烧 结胎 体 的烧 结 温度 和 改善 其 力学 性 能， 文 中将在 Ｆ ｅ Ｃ ｕ ３ ０粉末 中添加一定 比例 的 Ｃ ｕ Ｚ ｎ Ｓ ｎ Ｍ ｎ －
Ｓ ｉ 粘结 剂粉末 ， 研究 不 同烧结 温度 下烧结 胎 体 的组织 和
性能 ， 探索最佳 的烧结 温度 ， 以期 为 Ｆ ｅ 基 金 刚石 工具 用
粘结剂 的开发与应用提供科 学依据 和技术支撑 。
１ 试验 材料 与方 法 １ ． １ 试验 材料
较 高
； Ｎ ｉБайду номын сангаас基烧 结胎 体烧 结 过程 中烧 结 温 度较 高 ， 对 ； ｃ ｕ基 烧 结 胎 体 虽然 具 有 较 低
善强 韧性 。
金 刚石 工具 具 有 较 高 的硬 度 和 良好 的 耐 磨 性 ， 被 广 泛应 用 于 建 筑 、 石油 、 地质 、 冶金 、 汽车、 机械、 电子 、 陶瓷等 行业 １ Ｊ 。金 刚石 工 具 大 多是 将 金 刚 石 颗粒 与 其 它烧 结胎 体 均 匀 混 合 烧 结 而 成 ， 因此 金 刚 石 工 具 的 性 能不 仅取 决 于 金 刚 石 颗 粒 的 品 质 ， 还 受 到 烧 结 胎 体 性 能 的影 响 。金 属基 金刚 石工具 的烧 结胎 体 主要有 ｃ ｏ
烧结 温度的升高 ， 烧结胎体 的抗弯强度先升高后降低 ， 在烧结温度为 ７ ５ ０ ｏ Ｃ时 ， 烧结 胎体具有 最大的平均 抗弯强度
６ ８ ４ ＭＰ ａ ； 烧结胎体的抗弯强度主要取决 于相对密 度和 （ Ｍｎ ， Ｓ ｉ ） ・ ０ 相， 界 面孔隙 、 条带状 或大 尺寸 圆球状 （ Ｍｎ ，
烧结 过 『 ｆ ｌ 木产 生 液 棚 ， 此｝ Ｉ ｌ ｆ 胎 体 的致 常 过 ｝要 依
话 十 ｌ １ 颗粒 之 『 Ｈ Ｊ 的 扩 敞 ｊ 辽移、 惭 的 彤 变 形 以及不 Ｊ 寸 颗 粒 之 ｆ Ｈ Ｊ 的匝 排 ， 随 烧 温 度 的 增Ｊ Ｊ 【 Ｊ ， 原 了的扩 散 速 率 增 』 Ｊ ｌ Ｉ ， 颗粒『 日 Ｊ 烧 结 领 Ｋ人 ， 孔 隙 得 以减 少 ， 烧 结 胎 的 卡 Ｈ 埘惭 度 得 剑 缓 慢 提 岛 １ 烧
以胥 … ， 随 荷烧 结 濉 度的 升 高 ， 胎体 的十 ｌ Ｉ 埘 惭 俊 脱 允 增 大后减 小 的趋势 、
表 ２ 不 同烧 结 温 度 下 烧 结 胎 体 的 相 对 密 度
ｔ ： ｕ ３ （ ｔ 粉４ 、 ｌ ！ ｉ Ｊ ｌ ｝
（ １ 】 ）（ ， ＇ ｌ ｌ Ｚ ｌ 】 粉 术
生产应用 ｒ 缛掳
烧 结 温度 对 Ｆ ｅ Ｃ ｕ基 烧 结 胎 体 组 织 及 性 能 的 影 响
杜全 斌 龙伟 民 钟素 娟 孙华为 马 佳
（ 郑 州机械研 究所 新型钎 焊材 料与技术国家重点实验室 ， 郑州 ４ ５ ０ ０ ０ １ ） 摘要 为降低 Ｆ ｅ 基粉末的烧结温度 ， 在 Ｆ ｅ基粉末 中添加一定 比例的 Ｃ ｕ Ｚ ｎ Ｓ ｎ Ｍｎ Ｓ ｉ 粘 结剂粉末 ， 研究 了不 同烧