对目前金刚石磨具钎焊工艺分析
钎焊金刚石磨粒工艺及耐磨性
浅议钎焊金刚石磨粒工艺及耐磨性摘要：与原始金刚石相比，钎焊处理后的金刚石静压强度和抗冲击强度都有不同程度的下降，其中真空热处理金刚石下降少，而钎焊金刚石下降程度较大，这说明钎焊过程中会刚石的确受到了热损伤。
关键词：钎焊金刚石磨粒工艺1 金刚石强度分析当环境温度超过金刚石的热稳定性温度时，金刚石的强度明显下降。
单晶金刚石在单纯高温下会发生氧化和石墨化，金刚石强度会受到影响。
在钎焊环境下金刚石所受热损伤要复杂一些，因为钎焊环境下不仅要考虑高温石墨化，还要考虑钎料与金刚石线膨胀系数不同所导致的热应力及钎料在高温下对金刚石的侵蚀作用等，因而金刚石强度所受影响要大一些。
目前金刚石强度测定方法有两种。
一是金刚石受静力作用下的静压强度：二是金刚石受冲击力作用下的抗冲击强度。
通过对原始金刚石、真空热处理金刚石和钎焊后金刚石强度的测定，可以反映出金刚石在不同工艺下受热损伤的程度。
1.1金刚石的静压强度金刚石静压强度的测定有一定的局限性，(1)金刚石单颗粒本身强度值的分散性。
加热后此因素对测量结果的影响更大。
在显微镜下观察加热后的金刚石可明显看出，有些金刚石中有黑点出现，而有的金刚石无明显变化，而且静压强度的测量仅测定40个颗粒，使得其代表性较差，(2)在静压强度测量中，数据处理是先求平均值，高于平均值2倍的测量值予以剔除，这种数据处理也带来了一定的测量误差。
另外，金刚石工具在使用过程中，金刚石所承受的是冲击力和摩擦力，而非静压力，这使得用冲击强度表征金刚石的性能比用静压强度更具优越性。
从测试结果的方差值看，各种工艺下金刚石静压强度数值的分散性没有很大的变化。
1.2金刚石的抗冲击强度高频感应钎焊与真空炉中钎焊金刚石的抗冲击强度结果相近，强度下降程度都很大，这可能跟抗冲击强度试验本身有关，冲击强度的测定对磨粒试样的准备很严格，试验前要保证试样表面的光洁，无杂质。
而钎焊腐蚀后的金刚石表面有可能同时存在石墨和碳化物，其表面与原始金刚石相比要粗糙，这就会造成冲击过程中磨粒试样间的摩擦、粘附，从而导致实验结果数据偏低，另外，高频感应钎焊测温和温控方面还不能做到完全的精确统一，这也给试验结果造成了一定程度的误差。
金刚石磨具钎焊工艺研究
关键词 钎焊 ； 刚石磨 具 ； 金 磨损 Ｔ １４ Ｑ ６ 文献标识码 Ａ 中图分类号
Ｓｔ ｙ ｏ ｌ ｎｇ ｔ ｃ ｕｄ ｎ ｗｅ ｄｉ ｅ ｈｎｏ ｏ ｙ ｆ ｒ ｄｉ ｍ ｏ ｏ ｌ ｌ ｇ ｏ ａ ｎｄ ｔ ｏ ｓ
Ｇ ｕ ａ ｑｎ ｏ Ｘｉｏ ｉ
（ ｈｎ ｚｏ ｓｔｔ ｏ ｒｎ ｕｉ ｌ ｎ ｕｔ ｎ ｇｍｅｔ Ｚ ｅｇｈ ｕ４ ０ １ ， ｈｎ ） Ｚ ｅｇｈ ｕＩ ｔｕｅ ｆＡ ｏ ａ ｔａ ｄ ｓｙＭａ ａ ｅ ｎ， ｈｎ ｚｏ ５ ０ Ｃ ｉａ ｎｉ ｅ ｃ Ｉ ｒ ５
文章 编 号 ：０ ６—８２ ２０ ）３— ０ ０— ３ １０ ５ Ｘ（０ ７ ０ ０ ４ ０
金 刚石 磨 具 钎 焊 工 艺 研 究
郭晓 琴
（ 郑州航空工业管理学 院 ， 郑州 ４ ０ １ ）钎料 ， ｃ 利用 ８０ Ｙ Ｇ固体激光器 ， 当控制钎焊工艺 ， 现了金刚石与钢基体的牢 固焊 ０Ｗ Ａ 适 实
维普资讯
２０ ０７年 ６月
金刚石与磨料磨具工程
Ｄ ａ ｎ ＆ Ａ ｒｓ ｅ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｉ ｍｏ ｄ ｂ ａｉ ｓＥ ｇｎ ｅ ｎ ｖ ｉ
Ｊｎ ．０７ ｕｅ２ ０
Ｓ ｒ １ １ ９ Ｎ ． ｅ ａ． ５ ｏ ３ ｉ
总第 １９期 ５
第 ３期
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｈ ｒ ｓ ｎ ａ ｅ ，ｔ ｒ ｕ ｈ ｐ ｏ ｅ ｌ ｏ ｔｏｌ ｇ ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ａ ａ ｔｒ ，ａ ｆ ｍ ｏ ｄ ｎ ｅｗｅ ｎ ｄ ａ ｎ ｒ ｉ ｓ ｒ ｃ ｎ ｔ ｅ ｐ ｅ ｅ ｔｐ ｐ ｒ ｈ ｏ ｇ ｒ ｐ ｒｙ ｃ ｎｒ ｌ ｎ ｈ ｒ ｃ ｓｉ ｇ ｐ ｒｍｅｅ ｓ ｒ ｂ ｎ ｉ ｇ ｂ ｔ ｅ ｉｍｏ ｄ ｇａ ｎ ｉ ｉ ａ ｄ ｓｅ ｌ ｕ ｓ ａｅ ｗ ｓ ｒ ａｉｅ ｙ ｕ ｉｇ ａ ８ ０ Ｗ ｎ ｔｅ ｂ ｔ ｔ ａ ｅ ｌ ｄ ｂ ｓｎ ０ ＹＡＧ ａ ｅ ｔ ｏ ｅ ｅ ｒ ｚ ｇｆｌ ｒｍｅ ａ ｆａｌｙ ＮｉＣ ． ｒ ｄｎ ｘ ｅｉ ｓ ｒ ｚ Ｌ ｓ ｒ ｈ ｐ ｗｄ ｒｄ ｂ ａ ｉ ｌ ｔ ｏ ｏ — ｒ Ａ ｇ ｉ ｉ ｇ ｅ ｐ ｒ— ｗｉ ｎ ｉｅ ｌ ｌ ｎ ｍｅ ｔ ｓｐ ｒ ｒ ｄ Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｄ ｔ ａ ｉｈ ｓｒｎ ｔ ｏ ｄ ｎ ｅ ｗ ｅ ｉ ｍｏ ｄ ｇ ａｎ ａ ｄ ｓｅ ｌ ｕ ｓｒｔ ｏ ｌ ｅ ａ ｈ ｅ ｅ ｎ ｅ ｆ ｍｅ ． ｈ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｅ ｔ ｈ ｇ —ｔｅ ｇｈ ｂ ｎ ｉｇ ｂ ｔ ｅ ｎ ｄ ａ ｎ ｉ ｎ ｔ ｅ ｂ ｔａｅ ｃ ｕ ｄ ｂ ｃ ｉｖ ｄ ｗａ ｏ ｓ ｈ ａ 【 ｒ ｓ
对目前金刚石磨具钎焊工艺分析
对目前金刚石磨具钎焊工艺分析摘要：随着我国经济的迅速发展，各种各样的工业材料的应用范围与数量也随之增多，其中以玻璃、陶瓷、石材的使用量最为突出；而作为切割他们的用具——金刚石磨具，也越来越显现出它重要的作用；有调查研究表明：在平板玻璃加工工业这一方面，金刚石磨具的应用呈现稳步增长的趋势。
但与此同时我们也要注意到这样一个事实：金刚石磨具的钎焊工艺与金刚石磨具的使用寿命有着一定的关系。
只有保证了产品的质量，才可以最大程度上的创造出更多的经济效益。
在本文中，我们主要就目前金刚石磨具的钎焊工艺进行研究与分析。
关键词：金刚石磨具；钎焊工艺随着科技的进步，金刚石作为切割材料的一种工具也被广泛使用；随着其合成技术的不断进步发展，金刚石磨具在提高材料的利用率与产量上的优势也逐渐凸显出来，很快便取代了传统的磨具。
在现在看来，在玻璃深加工等各个领域金刚石磨具的应用十分广泛。
1.钎焊工艺钎焊工艺，它主要采用了比母材熔点低的金属材料当做钎料，先将焊件与钎料加热到高于钎料熔点但要低于母材熔化的温度，利用液态的钎料将母材润湿，填充材料之间的接头间隙，与此同时与母材之间形成相互扩散以便最终实现连接各个焊件的一种工艺方法。
但在进行这项工艺之前一定要确保各个工件都进行了严格的清洗与加工：确保工件表面的油污与氧化膜已经去除掉，为钎焊的顺利进行打下基础。
同时还要注意接口装配间的间隙，一般在0.01～0.1毫米之间为最佳。
2.金刚石磨具的钎焊工艺分析金刚石作为一种特殊的材料，以其突出的高硬度、最好的导热性、良好的耐磨性赢得长期关注，同时也是加工各类坚硬材料不可缺少的工具。
金刚石特殊的晶体结构与其他材料有着明显的差别，将其做成磨具对其他物体进行切割是现在应用最广的一种。
用钎焊技术将金刚石与其他材料进行完美的结合，不仅再次增强了其强度，还可以大大提高其使用寿命。
根据金刚石自身的物理性质，因其界面上的结合强度高，所以只需要很薄的结合剂就可以将磨粒很好的保持住，并且裸露度可高达70%～80%。
钎焊单层金刚石工具现状评述
焊后金刚石的石墨化程度小 ， 钎焊效率 高 ， 的质量 好 ， 焊件 特别 适 合大批量 生产。 但是钎焊时为 了改善金 刚石 和金属之 间的浸 润性 ， 焊前须对金刚石进行表 面渗 覆 Ｔ 处理 ， 且在钢基体表 ｉ 并 面喷焊 Ｎｉ 基合金 ， 工艺烦琐 ； 且盐浴钎焊不易钎焊结构复杂 的 金 属基体 ， 因为进盐 出盐 比较困难 ， 并且 盐浴钎 焊后基 体上残 留大量 的钎剂 ， 清洗的时 间比较长 。 除此 之外 ， 盐浴钎焊 的设备
昂贵 ， 工艺复杂 ， 生产周期 长 ， 其应用受 到制 约。 （３） 激光钎焊是随着 近年来我 国高科技 的发展而 出现 的 ，
转变温度 的限制 ， 用普通的钎料 和钎 焊工艺难 以实现金刚石 与
其它材料 的连接 ，所 以金 刚石钎 焊时钎料 的选 择非 常关 键 ， 所
选 的钎料既要与金刚石有 良好 的润湿 ， 能与金刚石 发生有效 的
【 摘 要 】 钎焊 金刚石工具因 具有容屑空间大、 结合强度高、 使用寿命长等其它电 镀和烧结 金刚石产品无可比拟的 优势
而越 来越 受国内外研 究者 的重视 。 文章从钎 料 、 热方式和工具产品三个方面介绍 了当前 国内外钎焊单层金刚石工具的研究成果 。 加 分析 了大规模 生产应 用钎焊金 刚石 工具存在 的问题 ， 并在 此基础 上指 出工艺发展 方向。
：
得到推广应用。理论研究方面 ： 用扫描 电子显 微镜 和射 线能 利 谱仪对金 刚石和钎料 的结 合界 面进 行形 貌观察 和定 点成分 分 析， 研究其结合机理 ； 出钎 焊沙盘磨 粒有 序排布性 的概 念等。 提
真空炉 中钎 焊 、 盐浴钎焊 、 光钎焊 、 激 高频感应钎 焊和 火焰钎
具有 良好 的强度 、 塑性 、 热导率 、电导率和耐各种介质腐蚀 性 能 。Ｃ — ｎ基钎料 ， ｕＳ 熔点低 ， 减少 了金 刚石 的热损伤 ， 但是它 们 的耐磨 削高温性能差 ， 钎料本身 的强度低 ， 焊后 的磨 具难 以 钎 实现重负荷磨削 。
钎焊单层金刚石工具研究现状
中 图分 类 号 ：Ｔ ４ ４ Ｇ ５
文献 标 志 码 ：Ａ
０ 引 言
１ 钎 焊 工 艺
硬 脆 材 料 ，如 石材 、玻 璃 、陶 瓷 等 普 通 建 筑 材 料 ，以及 宝石 、半导 体 、工程 陶瓷 、光 学 晶体 、磁性
材 料 、生 物 陶瓷等 高 档先 进 工程 和 功 能 材料 的加 工 ，
首 先要 对金 刚石 具有 足够 的活性 ，要 包含 强碳 化物形
其他 磨料相 比 ，具有 极 高的硬 度 、高相 对耐磨 性 、热
导 率 和抗 压 强 度 ｎ。 因此 ，金 刚 石 工 具 是 硬 脆 材 料 ］
切 割 、磨 削 等 加 工 的最 常用 工 具 。在 金 属 结 合 剂 金
周 玉梅 张凤 林 ．
（ ． 恺农 业 工 程 学 院 机 电 工程 学 院 ，广 东 广 州 ５ ０ ２ ；２广 东 工 业 大 学 机 电工 程 学 院 ，广 东 广 州 ５ ０ ０ ） １ 仲 １２ ５ ． １０ ６
摘 要 ：与 单 层 电 镀 金 刚 石 工 具 相 比 ，钎 焊 单 层 金 刚 石 工 具 由 于金 刚 石 出刃 高 ，容 屑 空 间 大 ，金 刚 石 与 基 体 之 间 的 结合 强 度 高 而成 为 近 年 来 超硬 材 料 工 具 的 热 门研 究 领 域 。 本 文 分 别 从 钎 料 及 钎 焊 方 式 、 金 刚 石 有 序 排 布 、界 面微 观 结 构 及 界 面 热 力 学 与动 力 学 以 及 钎 焊 工
刚 石 工 具 的 制 造 工 艺 中 ．烧 结 和 电 镀 是 ２种 最 主 要 的
制 造 方 法 。 由 于金 刚 石 与 结 合 剂 之 间 的 结 合 强 度 较
金刚石工件的钎焊
金刚石工件的钎焊金刚石是目前世界上发现并在工业上能大量使用的最硬的材料。
它除了具有超硬特性外，有独特的力学、光学、声学、热学及电学性质，很难找到一种想金刚石这样集多种优异性能于一身的材料。
它既是一种重要的超硬材料，同时也是一种具有特殊用途的新型功能材料。
金刚石晶体结构中，碳原子拥有四价状态，即sp3杂化状态。
金刚石结构的基本特点是每个碳原子与四个邻近的碳原子共用四对价电子，形成4个共价键与周围的原子连接，形成一个四面体。
其键长均0.154mm，它们的方向性很强，分别指向以碳原子为中心的正四面体的四个顶角。
金刚石晶体是由许多四面体叠加而成。
共价键是饱和键，具有很强的方向性，因使金刚石具有很大的强度。
由于在结晶晶格中碳原子形成的正四面结构在空间的排列有两种形势，从而存在着立方晶系和六方晶系两种金刚石结构。
在金刚石的各种性能中，硬度、耐磨耗性和刚度性能最具特色。
金刚石是迄今地球上最硬的天然物质，在莫氏硬度，金刚石的莫氏硬度为10。
莫氏硬度1~9级之间几乎为等间隔的，而9~10级之间不符合这一等差排列梯度。
碳化硅（Sic）和刚玉（Al2O3）的莫氏硬度为9，碳化钨（WC）为9.5。
金刚石的硬度是刚玉硬度的5倍，石英的12倍，碳化钨的4.7倍，碳化硅的4倍，碳化硼的3.7倍，立方氮化硼的2倍。
需要注意的是，金刚石的硬度呈各向异性，不同晶面和不同方向上的硬度不同。
金刚石的体积弹性模量为5.42×105MPa，比公认体积弹性模量非常大的钨还要大。
虽然金刚石的抗压能力很强，而抗拉强度则不高（硬脆性）。
金刚石的磨耗量因摩擦方法不同而有很大变化，用于钻头的人造金刚石烧结体的磨耗比一般在1：3×104 ~ 1：8×10之间；用作拉丝模的磨耗比在1：105 ~ 1：3×105之间。
由于碳原子稳定特性，以及金刚石是强共价键结合，因而金刚石在常温下的化学性质非常稳定，耐磨碱及其他化学药物的腐蚀。
金刚石钎焊工艺的研究进展曹河周1
金刚石钎焊工艺的研究进展曹河周1发布时间：2021-09-22T09:15:59.646Z 来源：《中国科技人才》2021年第18期作者：曹河周1 庞文龙1 臧金浩2 胡军恒1 郝洪伟1[导读] 现阶段，在金刚石钎焊过程中，主要使用的钎料有三种，镍铬基、铜锡钛基和银铜钛基，这三种钎料的熔融温度、耐磨性和抗压强度依次降低曹河周1 庞文龙1 臧金浩2 胡军恒1 郝洪伟11.河南黄河旋风股份有限公司河南长葛 4615002.郑州大学河南郑州 445000摘要：现阶段，在金刚石钎焊过程中，主要使用的钎料有三种，镍铬基、铜锡钛基和银铜钛基，这三种钎料的熔融温度、耐磨性和抗压强度依次降低。
研究人员对这三种钎料在钎焊中的作用进行分析与研究。
文章主要介绍了国内外在镍铬基、铜锡钛基和银铜钛基钎焊工艺的研究现状，并重点介绍了现有的金刚石钎焊存在的问题和发展趋势。
关键词：金刚石；钎料；钎焊工艺【Abstract】At present，there are three kinds of brazing materials，Ni-Cr base，Cu-Sn base and Ag -Cu base.The melting temperature，wear resistance and compressive strength of these three brazing materials decrease in turn.The function of these three kinds of filler metals in brazing was analyzed and studied by the researchers.In this paper，the research status of Ni-Cr base，Cu-Sn-Ti base and Ag Cu-Ti base brazing at home and abroad is introduced，and the existing problems and development trend of diamond brazing are emphasized.Key words：diamond；Solder；Soldering process1 引言目前，作为一种实用工具，金刚石已经广泛应用于工程项目中，如陶瓷、硬质合金刀具等难生产和加工原材料的高效精密加工全过程。
钎焊金刚石磨具加工石材的磨损和工艺参数优化
钎焊金刚石磨具加工石材的磨损和工艺参数优化石材异性制品中存在尤为突出的两个问题:加工成本高,加工效率低。
而在石材制品的加工过程中金刚石刀具是决定加工成本和效率的关键。
本课题首先选定Ag、Cu、Zn、Ni、Co、Mn作为钎料的主要组成元素焊料配方,共配制了6种合金,经过综合比较合金的熔化温度、抗剪强度和钎焊工艺性,最后选定3种合金作为钎焊单晶金刚石磨粒的钎料。
其中对Ag-Cu-Ti钎料以合金箔和AgCu共晶合金箔与Ti箔共同使用两种形式进行了焊接试验,在焊接试验中建立了二次感应钎焊新的工艺方法。
在数字显微系统下观察钎焊后工具的微观形貌,分析钎焊时间对钎焊质量的影响。
Ag-Cu-Ti合金箔钎料的溶化温度为890℃,钎焊温度为940℃,选择比钎料溶化温度高50℃的温度作为钎焊温度可使焊接界面达到较高的结合强度。
在940℃的钎焊温度下,真空钎焊无镀膜金刚石磨粒与45钢基体,用Ag-Cu-Ti合金箔钎料的焊接强度比用AgCu共晶合金箔与Ti箔复合钎料的焊接强度高。
在研究了金刚石的钎焊工艺和刀具磨损规律的基础之上,为了提高石材的加工效率并减少刀具磨损量,利用钎焊金刚石刀具加工花岗岩和大理石两种石材来进行对比试验研究。
在实验过程中,工艺参数选取切削速度、进给速度和切削深度三个因素,每个因素又选择三个水平,利用正交实验设计方法进行实验研究。
综合考虑大理石和花岗岩加工过程的切削力和切削效率的变化趋势,利用趋势图和极差分析,得出了莱阳绿大理石加工时切削力最佳的工艺参数组合为切削速度为15mm/s,进给速度为4.0mm/s,切削深度为3.0mm。
而巴西黑花岗岩的最佳工艺参数组合为切削速度17mm/s,进给速度为4.0mm/s,切削深度为2.0mm。
通过对实验结果进行方差分析,研究工艺参数对切削力和切削效率影响的显著性。
得出进给速度对切削效率和切削力有较大的影响,而切削深度有显著的影响。
通过回归分析,建立了切削力的数学模型。
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对目前金刚石磨具钎焊工艺分析
金刚石磨具是一种高硬度、高强度的耐磨材料，具有优异的耐磨性、高热稳定性和化学稳定性，并且可以耐受极高的压力。
这使得金刚石磨具的应用范围非常广泛，如在磨削、修整、切割、打磨等领域都得到了广泛的应用。
金刚石磨具作为一种高精密度机械零部件，制作工艺对其品质和性能影响非常显著。
本文将对目前金刚石磨具钎焊工艺进行分析。
一、金刚石磨具钎焊概述
金刚石磨具的加工采用的主要是钻头钻孔加工以及钎焊技术的应用。
传统的金刚石磨具的制作方法即是采用焊接技术，将金刚石和金属基体通过焊接的方法连接在一起。
在目前的金刚石磨具钎焊过程中，常用的金属基体包括钨、钼、钛、铜、铝等。
而金刚石多采用人造金刚石和天然金刚石。
钎焊工艺流程如下：
1. 材料准备：金刚石、金属基体、钎料、流动剂。
2. 加热：将金属基体加热到钎料的熔点，使其熔化。
3. 布料：在金属基体上涂布流动剂，并将金刚石放置在
其上。
4. 钎接：将熔化的钎料浸入流动剂中，形成钎接液，液
体通过表面张力作用将金属基体和金刚石牢牢钎接在一起。
5. 冷却：冷却工件，使其形成坚固的结合。
二、不同金属基体对钎焊影响分析
钎焊金刚石磨具时，不同金属基体的选择对钎接质量和加工性能都有很大的影响。
常见的金属基体有铜、铁、钨和钼。
1. 铜基体：铜基体钎焊早期应用非常广泛，其密度小，导热性好，热膨胀系数小，因此容易焊接，并且金刚石与铜的密合性很好，但其软度较高，难以满足高精度和高要求的应用。
2. 铁基体：铁基体钎焊容易，但其承受高负荷时容易发生变形，且铁基体可能难以与金刚石粘合，需要采用表面处理技术。
3. 钨基体：钨基体的加工精度和硬度非常高，其粘合能力较好，但密度大、抗腐蚀能力较差。
4. 钼基体：钼基体钎接效果最好，其具有高硬度、高强度、稳定性好、高耐腐蚀性和高温特性优点。
钼基体的金刚石磨具在应用中得到了广泛认可。
三、钎焊工艺常见问题及解决思路
1. 粘接层脱落问题：在钎接过程中，粘接层的质量对工作效果有着决定性影响。
解决粘接层脱落的问题需要考虑到焊接的压力以及焊接材料的选择。
2. 焊接缺陷问题：焊接缺陷是影响金刚石磨具性能的另一主要因素，缺陷的产生主要来源于材料的选择、技术操作和焊接时的温度等。
对于缺陷问题，需要合理选择钎接材料和进行加工控制。
3. 焊接成形精度问题：钎焊工艺中，焊接成形精度的问题是另一个重要的关注点。
钎接的温度、钎料的形状和加工精度等都会对精度产生影响。
为了确保高精度的钎接过程，需要掌握相应的加工技术和生产工艺。
四、结论
随着金刚石磨具应用领域的不断扩大，钎焊工艺的发展也得到了越来越广泛的应用。
在钎焊工艺中，材料的选择、技术操作和加工精度都会对钎接质量和加工性能产生重要的影响。
因此，目前将重点研究表面处理技术、稳定钎接技术和焊接前复合处理技术等，以进一步提高金刚石磨具钎接质量和加工效率。