品质管理品质知识焊接办法是提高金刚石工具质量的有效途径金刚石工具

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过 800 亿元，拥有先进生产线 500 多条，进出口总额超过 12 亿美元，成为名符其实的石材生产大国。而金刚石与金刚石工具厂家已超过 1000家，1999 年年产金刚石已超过 7.5 亿克拉，成为

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金刚石生产大国。金刚石锯片已能满足国内需求。有近 1/3 产品出口，在 DIY 市场形成一定竞争实

随着全球经济一体化，中国进入 WTO，如何

使中国成为生产金刚石工具的强国，是值得我们考虑的问题也是我们需要提升的问题。

如何提高金刚石工具的质量？途径简要分

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1．为金刚石工具制造提供高强度金刚石

金刚石的品级质量、粒度和浓度对金刚石工具有决定性的作用。我国在金刚石合成方面，六面顶小吨位高强工艺已趋成熟，六面顶大吨位大

腔体工艺不断完善，两面顶合成金刚石也初具规模，粉末触媒合成、碳素、叶腊石块原材料生产不断完善。因此针对我国金刚石工具制造，批量合成性能稳定、粗颗粒、热稳定性能好的高强金

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刚石是完全可能的。国外的金刚石，除推出 SDA+、SDB、DSN、MBS、ISD 系列外，DeBeers 针对中国市场推出 BKI、BK30、BK60、BK70 金刚石，韩国日进推出六面顶合成的 SDS 系列金刚石，都值得

2．强碳化物形成元素提高金刚石把持力提高金刚石锯片切割效率与寿命的一个关

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键因素是提高胎体对金刚石的把持力。胎体对金刚石有好的把持力，金刚石就不会过早脱落，并具有最大的凸出高度，切割时锋利，效率高。

提高金刚石把持力一般有以下三种方法：

提高机械把持力。这是由于金属粉末在烧结时产生收缩，形成压缩应力把持住金刚石。压缩应力的产生是由于金刚石与胎体金属热膨胀系数不同，由于烧结时或晶体形成与长大引起体积

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变化所致。由于胎体屈服强度有限，故产生的压

缩应力与机械把持力有限。

粉末中添加少量强碳化物形成元素如 Cr、 W、Mo 等，由于其对金刚石润湿性与亲和力较好，烧

结时在金刚石与胎体金属界面上形成碳化物，实现对金刚石的次金结合，有利于把持力的加强与提高。

金刚石表面镀覆一层强碳化物形成金属元

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素如 Cr、Ni、Ti、W 等。这是近几年来采用较多的工艺措施。为此燕山大学专门研制生产了三种

根据国内外的实验研究与使用表明，金刚石

镀覆技术最

在纯钻胎体中对把持力的提高次序是：镀 Cr

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＞镀 Ti＞未镀覆金刚石。

MBS-960Cr2 镀铬金刚石适用于 Co 基胎体、低铁低青铜胎体和 WC 胎体。

MBS-960Ti2 镀钛金刚石适用于钻青铜基胎

在切割沥青、养护混凝土(GreenConcrete)和加强(钢筋)混凝土锯片中采用镀钨金刚石。

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镀镍金刚石适用于树脂结合剂砂轮，其使用效果依次为：针刺形镀镍金刚石＞镀镍金刚石＞

镀银金刚石适用于磨削碳化钨硬质合金工

具用精密树脂结合剂砂轮。因为银的不算十分昂贵，适于高精密磨削，其导热性能好，适用于油冷磨削硬质合金。同时银是一种很好的润滑剂，

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镀覆强碳化物形成元素 Ti、Ni、W、Cr 等提

镀覆金属可防止金刚石在一定温度、压力与烧结时间条件下的氧化、石墨化以及铁元素的热

蚀性。笔者对不同金属镀覆金刚石进行 TG(热重)分析，发现金刚石在 800℃左右即开始失重与石墨化。而镀 Ti、W、TiN 等金刚石分别在 900℃、925℃与 940℃时才开始失重与石墨化。说明金刚

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石镀覆金属后有利于防止氧化与石墨化，能承受热冲击与热分解。对高温烧结胎体有明显的保护作用。

镀覆强碳化物元素在烧结条件下可在金刚

石与胎体界面形成碳化物合金，有利于金刚石与胎体金属的化学键合与冶金结合，大大提高胎体对金刚石的把持力，对镀钨金刚石进行 X 射线分析，发现在金刚石表面已形成 WC

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可提高金刚石的静压强度 5％～20%

金刚石镀覆金属后，可提高金刚石的摩擦力，

3．超细粉末与预合金化粉末

在生产专用锯片时，宜采用超细金属粉末与预合金化粉末。金属粉末细化有利于降低烧结温度、提高硬度。采用预合金化粉末，可防止低熔

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点金属过早流失与偏析，有利于烧结制品的弹性极限和屈服强度，增加对金刚石的把持力，还可降低烧结温度与保温时间。韩国在生产高档锯片时，广泛使用BASF ， UM ， INCO ，

Fum-tungstene,Kennametal 等的超细粉末与预合金粉末。

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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