金刚石工具基础知识PPT课件
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1.金刚石
金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石，它是 一种由纯碳组成的矿物。金刚石是自然界中最坚硬的物质， 因此也就具有了许多重要的工业用途，如精细研磨材料、 高硬切割工具、各类钻头、拉丝模。金刚石还被作为很多 精密仪器的部件。
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1.1金刚石的成份 ：
早在公元1世纪的文献中就有了关于金刚石 的记载，然而，在其后的1600多年中，人们 始终不知道金刚石的成分是什么。 直到18世纪的70至90年代，才有法国化学家 拉瓦锡(1743～1794)等人进行的在氧气ຫໍສະໝຸດ Baidu燃 烧金刚石的实验，结果发现得到的是二氧化 碳气体 。证明了组成金刚石的材料是碳。
制取。须化验杂质硫含量，硫易导致烧结断面发黑（烧结
时生成硫化物），大大降低刀头的强度。钨和碳化钨主要
作为骨架材料加入胎体中，以提高胎体的耐磨性，含量过
高易使胎体的脆性加大。
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3.金刚石工具
金刚石工具是金刚石颗粒与金属、树脂等 结合剂混合按一定工艺而成的一种特殊的复合 材料。由于建材工业的发展，对金刚石工具的 使用也越来越广泛，这也使对工具的生产从经 济和性能上都有很高的要求。而提高金刚石工 具性能的关键是制品的耐磨，同时保持锋利性。
（f） 钨粉：青黑色，微米级粉末，还原法制取，钨与铜、 铁、钴、镍都有较好的相容性；烧结时在金刚石表面生成 WC，但金刚石表面不发生石墨化；增加胎体的耐磨性， 减少变形；作为骨架材料，耐磨性不如WC，但可使胎体 的韧性增加。不足是烧结坯的空隙度较大，要提高烧结的 密度必须提高温度和压力
（g）碳化钨: 黑色，无机械夹杂物，多孔海绵状，还原法
金刚石工具基础
1
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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2
金刚石工具定义： 金刚石工具是指以人造金刚石为切磨 材料，借助于结合剂或其它辅助材料 制成的具有一定形状，用于加工石材、 陶瓷、玻璃、混凝土等非金属硬脆材 料的系列工具。
10
（c） 钴粉：不规则海绵状，还原法制取，作为粘结剂，其 综合性能最好。是一种优异的粘结剂材料，国外发达国家 用的较多，其主要优点有：优良的成型性和可烧结性；可 使胎体的抗弯强度提高；和金刚石的粘结力大，润湿性好； 胎体的韧性好、自锐性好。由于价格昂贵，国内以铁代钴 的研究很多，选择合适的粉末、合理的烧结工艺可获得钴 基粘结剂相似的性能。 钴的缺点是：价格昂贵；松装密度太小，易造成投料困难。 另外使压制磨具设计宽度和高度变大，手装料热压模具高 度加大，从而使模具成本提高。
（d） 镍粉：不规则树枝状，电解法制取。优点：适于制作 重载荷下作用的工具，具有出色的强韧性；可以减少铁铜 基胎体的烧结损失（铜镍无限互溶）；镍与铁、钴搭配可 以得到另人满意的综合性能，如小的变形和适度耐磨性。 接近或达到钴基胎体的性能。
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（e） 锡粉：颗粒呈滴状，灰白色粉末，易氧化，氧化后呈 黄色，雾化法制取。锡粉在粘结剂中的作用是：改善胎体 的可烧结性（降低熔点）；易形成金属间化合物，可以改 善磨损性能和变形性；适宜添加到压制成型胎体中，烧结 熔化后的毛细现象使胎体收缩，从而增加胎体的致密性； 降低液态合金的表面张力，改善合金对金刚石的润湿性。 其缺点是：加入量太多，易造成流失。
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1.2金刚石和石墨的区别
石墨和金刚石都属于碳单质，但金刚石和石墨 不是同种物质，它们是由相同元素构成的同素异 型体. 所不同的是物理结构特征。二者的化学式 都是c ，石墨原子间构成正六边形是平面结构， 呈片状。金刚石原子间是立体的正四面体结构， 呈金字塔形结构。正是这种致密的结构，使得金 刚石具有最大的硬度。换句话说，金刚石是碳原 子被挤压而形成的一种矿物。
（a） 铜粉：电解法制取，颗粒形态为树枝状，玫瑰红色， 氧化后颜色发暗，严重时变成黑色粉末。
作为结合剂材料，铜粉的主要优点有：电解铜粉成型性好， 广泛用于冷压成型后烧结；纯铜对碳化物和骨架材料的相 容性很好，如W、WC；铜可与Sn、Zn、Mn、Ni、Ti等 制成性能优异的合金，价格远低于钴粉。
（b）铁粉：有还原铁粉、电解铁粉和羰基铁粉，顾名思义 还原铁粉用还原法制取 ，电解铁粉电解法制取，羰基铁 粉通过热离解羰基化合物制取。作为结合剂材料，铁粉的 优点有：价格低，与金刚石有好的润湿性；与骨架材料 （WC）的相容性很好；一定温度烧结时铁对金刚石的轻 度刻蚀并不损失金刚石的强度，反而会提高金刚石在胎体 中的把持力。刻蚀作用实质是金刚石中的碳原子溶入铁中 并向其中扩散的过程，金刚石未发生结构及强度变化。
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1.3金刚石的硬度
金刚石的硬度一般用莫氏硬度来表示，其硬度 值为10 。显微硬度10000kg/mm2，显微硬度比 石英高1000倍，比刚玉高150倍。
依照莫氏硬度标准(Mohs hardness scale)共分 10级，钻石(金刚石)为最高级第10级；如小刀其 硬度约为5.5、铜币约为3.5至4、指甲约为2至3、 玻璃硬度为6。
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2、粉料
金刚石工具的原材料，除金刚石之外，其 它主要为粉末，这些粉末可以是金属、非 金属，也可以是合金、化合物。金刚石工 具采用的粉末，不仅仅对化学成分有一定 的要求，而且对粉末颗粒的大小、形状、 松装比重、压制性、烧结性等也有不同的 要求,这取决于金刚石工具的用途、品种、 生产工艺等因素。
9
常见的金属粉料及特点
13
3.1金刚石工具的结构： • 金刚石＋金属粉末＝刀头（主要技术） • 刀头＋基体（刚体）＝金刚石锯片（钻头、
磨盘）
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3.2金刚石工具的分类 • 按用途划分
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1.4工业金刚石
金刚石由其生成方式分为天然金刚石和人工合 成金刚石，用于金刚石工具制作的一般是人工 合成金刚石。也称作工业金刚石。
其密度为3.52g/cm3， 其质量单位一般情况用 “克拉”表示，1克拉＝0.2克。
人造金刚石的粒度（颗粒大小）一般用“目” 表示 。人造金刚石常见粒度为25/30、30/40、 40/45、45/50、50/60、60/70… …
1.金刚石
金刚石俗称“金刚钻”。也就是我们常说的钻石，它是 一种由纯碳组成的矿物。金刚石是自然界中最坚硬的物质， 因此也就具有了许多重要的工业用途，如精细研磨材料、 高硬切割工具、各类钻头、拉丝模。金刚石还被作为很多 精密仪器的部件。
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1.1金刚石的成份 ：
早在公元1世纪的文献中就有了关于金刚石 的记载，然而，在其后的1600多年中，人们 始终不知道金刚石的成分是什么。 直到18世纪的70至90年代，才有法国化学家 拉瓦锡(1743～1794)等人进行的在氧气ຫໍສະໝຸດ Baidu燃 烧金刚石的实验，结果发现得到的是二氧化 碳气体 。证明了组成金刚石的材料是碳。
制取。须化验杂质硫含量，硫易导致烧结断面发黑（烧结
时生成硫化物），大大降低刀头的强度。钨和碳化钨主要
作为骨架材料加入胎体中，以提高胎体的耐磨性，含量过
高易使胎体的脆性加大。
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3.金刚石工具
金刚石工具是金刚石颗粒与金属、树脂等 结合剂混合按一定工艺而成的一种特殊的复合 材料。由于建材工业的发展，对金刚石工具的 使用也越来越广泛，这也使对工具的生产从经 济和性能上都有很高的要求。而提高金刚石工 具性能的关键是制品的耐磨，同时保持锋利性。
（f） 钨粉：青黑色，微米级粉末，还原法制取，钨与铜、 铁、钴、镍都有较好的相容性；烧结时在金刚石表面生成 WC，但金刚石表面不发生石墨化；增加胎体的耐磨性， 减少变形；作为骨架材料，耐磨性不如WC，但可使胎体 的韧性增加。不足是烧结坯的空隙度较大，要提高烧结的 密度必须提高温度和压力
（g）碳化钨: 黑色，无机械夹杂物，多孔海绵状，还原法
金刚石工具基础
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整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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金刚石工具定义： 金刚石工具是指以人造金刚石为切磨 材料，借助于结合剂或其它辅助材料 制成的具有一定形状，用于加工石材、 陶瓷、玻璃、混凝土等非金属硬脆材 料的系列工具。
10
（c） 钴粉：不规则海绵状，还原法制取，作为粘结剂，其 综合性能最好。是一种优异的粘结剂材料，国外发达国家 用的较多，其主要优点有：优良的成型性和可烧结性；可 使胎体的抗弯强度提高；和金刚石的粘结力大，润湿性好； 胎体的韧性好、自锐性好。由于价格昂贵，国内以铁代钴 的研究很多，选择合适的粉末、合理的烧结工艺可获得钴 基粘结剂相似的性能。 钴的缺点是：价格昂贵；松装密度太小，易造成投料困难。 另外使压制磨具设计宽度和高度变大，手装料热压模具高 度加大，从而使模具成本提高。
（d） 镍粉：不规则树枝状，电解法制取。优点：适于制作 重载荷下作用的工具，具有出色的强韧性；可以减少铁铜 基胎体的烧结损失（铜镍无限互溶）；镍与铁、钴搭配可 以得到另人满意的综合性能，如小的变形和适度耐磨性。 接近或达到钴基胎体的性能。
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（e） 锡粉：颗粒呈滴状，灰白色粉末，易氧化，氧化后呈 黄色，雾化法制取。锡粉在粘结剂中的作用是：改善胎体 的可烧结性（降低熔点）；易形成金属间化合物，可以改 善磨损性能和变形性；适宜添加到压制成型胎体中，烧结 熔化后的毛细现象使胎体收缩，从而增加胎体的致密性； 降低液态合金的表面张力，改善合金对金刚石的润湿性。 其缺点是：加入量太多，易造成流失。
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1.2金刚石和石墨的区别
石墨和金刚石都属于碳单质，但金刚石和石墨 不是同种物质，它们是由相同元素构成的同素异 型体. 所不同的是物理结构特征。二者的化学式 都是c ，石墨原子间构成正六边形是平面结构， 呈片状。金刚石原子间是立体的正四面体结构， 呈金字塔形结构。正是这种致密的结构，使得金 刚石具有最大的硬度。换句话说，金刚石是碳原 子被挤压而形成的一种矿物。
（a） 铜粉：电解法制取，颗粒形态为树枝状，玫瑰红色， 氧化后颜色发暗，严重时变成黑色粉末。
作为结合剂材料，铜粉的主要优点有：电解铜粉成型性好， 广泛用于冷压成型后烧结；纯铜对碳化物和骨架材料的相 容性很好，如W、WC；铜可与Sn、Zn、Mn、Ni、Ti等 制成性能优异的合金，价格远低于钴粉。
（b）铁粉：有还原铁粉、电解铁粉和羰基铁粉，顾名思义 还原铁粉用还原法制取 ，电解铁粉电解法制取，羰基铁 粉通过热离解羰基化合物制取。作为结合剂材料，铁粉的 优点有：价格低，与金刚石有好的润湿性；与骨架材料 （WC）的相容性很好；一定温度烧结时铁对金刚石的轻 度刻蚀并不损失金刚石的强度，反而会提高金刚石在胎体 中的把持力。刻蚀作用实质是金刚石中的碳原子溶入铁中 并向其中扩散的过程，金刚石未发生结构及强度变化。
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1.3金刚石的硬度
金刚石的硬度一般用莫氏硬度来表示，其硬度 值为10 。显微硬度10000kg/mm2，显微硬度比 石英高1000倍，比刚玉高150倍。
依照莫氏硬度标准(Mohs hardness scale)共分 10级，钻石(金刚石)为最高级第10级；如小刀其 硬度约为5.5、铜币约为3.5至4、指甲约为2至3、 玻璃硬度为6。
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2、粉料
金刚石工具的原材料，除金刚石之外，其 它主要为粉末，这些粉末可以是金属、非 金属，也可以是合金、化合物。金刚石工 具采用的粉末，不仅仅对化学成分有一定 的要求，而且对粉末颗粒的大小、形状、 松装比重、压制性、烧结性等也有不同的 要求,这取决于金刚石工具的用途、品种、 生产工艺等因素。
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常见的金属粉料及特点
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3.1金刚石工具的结构： • 金刚石＋金属粉末＝刀头（主要技术） • 刀头＋基体（刚体）＝金刚石锯片（钻头、
磨盘）
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3.2金刚石工具的分类 • 按用途划分
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1.4工业金刚石
金刚石由其生成方式分为天然金刚石和人工合 成金刚石，用于金刚石工具制作的一般是人工 合成金刚石。也称作工业金刚石。
其密度为3.52g/cm3， 其质量单位一般情况用 “克拉”表示，1克拉＝0.2克。
人造金刚石的粒度（颗粒大小）一般用“目” 表示 。人造金刚石常见粒度为25/30、30/40、 40/45、45/50、50/60、60/70… …