金刚石工具用粉介绍

金刚石工具用粉介绍

金属结合剂金刚石工具通常以Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｏ等若干基本金属为主要结合剂成分。近年来，随着我国基本建设的高速发展，金刚石工具消费量剧增，每年都以超过２０％的递增速度迅猛发展，工具生产厂家亦日益发展壮大，产品竞争日趋激烈。低成本、高效率是生产厂商所追求的目标，也是应该必备的竞争基础。

Ｆｅ的价格低廉，且对金刚石有较好的润湿性和把持力，是金刚石工具中应用量最大的基本材料，与其配合应用的其它有色金属粉末的消费量也相当可观。近期有色金属的价格节节攀升，尤其是Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｉ的价格迅猛上涨，导致金刚石制品制作成本大幅度上升，而制品价格却不能与原材料价格同步提高，这就给工具生产商带来了巨大的成本压力，尤其是规模大的生产厂商其生产成本压力更大。因此，寻求有效降低生产成本的技术经济途径，是工具制造商面临的一个重要课题。

众所周知，Ｃｏ是目前现有的各类金属中综合性能最好的结合剂，但因其价格昂贵，人们在不断探寻低Ｃｏ或无Ｃｏ的技术途径，以降低生产成本。目前，除高档工程薄壁钻的Ｃｏ应用比例较高外，其它各类金刚石工具中Ｃｏ的应用比例在不断下降，但Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｉ的应用比例依然较高，尤其是Ｎｉ的价格涨幅较大，大幅度提高了金刚石工具的生产成本。

因此，如何降低Ｎｉ的应用比例，以降低生产成本，也是摆在人们面前的一个现实课题。水雾化法制备的FeNi30合金粉末具有良好的综合性能，价格仅为单质Ｎｉ粉的不足一半，可在部分金刚石工具产品中替代一定比例的单质Ｎｉ粉，以此降低生产成本。本文研究探讨了在花岗岩小锯片及中径水泥锯片生产中，以FeNi30合金粉末部分替代单质的Ｎｉ粉，并取得了相应的应用效果。

由于Ｎｉ具有良好的综合性能，在花岗岩及水泥锯片中通常加入不同比例的Ｎｉ，以改善低熔点料的流动性及均匀性，提高烧结胎体的组织均匀性、致密化程度、烧结硬度、烧结强度、韧性及耐磨性。Ｎｉ的线胀系数为１３．５×１０－６Ｊ／℃，比Ｃｕ小，较Ｆｅ、Ｃｏ略大，与金刚石差异不很大；１５５０℃下，液态Ｎｉ对金刚石的润湿角为５７，不如Ｆｅ，但比Ｃｏ好，在石墨表面的附着功为２７０．４×１０－６Ｊ／ｃｍ２，比Ｃｏ高，比Ｆｅ低。液态Ｎｉ达到一定数量时，可在金刚石或碳纤维表面形成一层极薄的均匀铺展的Ｎｉ膜，且附着功较大，这说明其对金刚石表面的粘结力很大。Ｃｕ和Ｎｉ可无限互溶，Ｎｉ可以起固溶强化作用；作为一种有效的表面活性物质，加入少量的Ｎｉ能改善Ｃｕ对金刚石的润湿性，促进烧结胎体的致密化进程，强化基体对金刚石的机械包镶强度，从而有利于提高工具的锋利度和使用寿命。FeNi30合金粉末为合成金刚石单晶用触媒粉，经还原处理后，其在９００℃时的烧结抗弯强度＞１１００ＭＰａ，硬度为ＨＲＢ１１０左右，烧结组织均匀细腻，烧结体具有良好的综合应用效能。尽管FeNi30合金粉末的物化性能与单

质Ｎｉ粉的差别极大，但由于其含Ｎｉ量较高，与Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｎ配合使用时仍能在一定范围内起到单质Ｎｉ粉的作用，可有效改善低熔点料的流动性、润湿性及均布性；能细化组织，提高致密化程度、烧结硬度；可改善胎体的烧结强度及韧性，提高胎体的耐磨性及对金刚石的机械包镶能力，从而改善工具的锋利度和使用寿命。

在花岗岩锯片中，从各种成分配比锯片的烧结硬度来看，随着FeNi30合金粉替代比例的增加，硬度呈上升趋势，当完全替代单质Ｎｉ粉时，硬度最高。从抗弯强度来看，随着FeNi30合金粉替代比例的增加，强度值逐步提高，但当替代量超过６０％后，强度值下降。从干／湿切的速度及寿命来看，以FeNi30合金粉替代比例为２０％～４０％时效果较好综合比较，以FeNi30合金粉的替代比例为２０％～４０％时锯片的综合性价比较佳，胎体金属粉末的综合成本可降低１０％以上。

在水泥锯片中，随着FeNi30合金粉替代量的增加，胎体的硬度逐步上升，替代量为２０％～６０％时抗弯强度逐渐增大，超过８０％时略有下降，但硬度较高，此时切割电流减小，表明锯片锋利度得到改善。由于水泥锯片要求胎体具有较高的致密度、烧结强度、硬度和耐磨性，而FeNi30合金粉恰好能够满足这些基本要求，因而以其取代部分单质Ｎｉ粉，并不影响刀头胎体的性能，反而会增强胎体的耐磨性及其对金刚石的机械把持力，改善锯片的综合应用效能，在合适的替代范围内，锯片的锋利度和使用寿命均有提高。关注粉末交流吧

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