金刚石制品金属结合剂配方设计探讨
金属结合剂金刚石工具研究进展
金属结合剂金刚石工具研究进展摘要：金刚石的硬度极高，被广泛用作磨料来加工硬质材料，如混凝土、硬质合金或天然石材等。
随着新型陶瓷混凝土等加工对象的不断出现和变化，要求金刚石工具要持续改进，以提高其切削效率、减少自身磨损、同时降低其制造和使用成本。
本文综述了人造金刚石颗粒的性能、不同类型金属结合剂的成分组成和基本性能、金刚石与金属结合剂的界面结合强度的措施，并对金属结合剂金刚石工具的发展作了进一步探讨。
关键词：金属结合剂；金刚石；界面结合强度引言本文将分类对前人的研究结果进行综述，归纳人造金刚石颗粒的特性，对比不同金属结合剂的成分组成和材料性能，总结金刚石／结合剂的界面行为，展望金属结合金刚石工具的发展方向。
1金刚石磨粒的特性金刚石磨粒承担去除材料的作用，不仅要能经受住高速下的冲击力，而且要具有自锐性，即当磨粒磨损钝化后，能破裂生成新的切削刃。
金刚石的品级、粒度、含量等基本性能，以及其同结合剂的匹配均影响工具的切削效果。
国际上具有代表性的金刚石制造商有元素六和ge公司，其制造的用于切割和钻探的高品级金刚石晶形规则、棱角饱满、对称度高、抗冲击强度和热稳定好。
我国的金刚石生产企业有中南钻石、黄河旋风、郑州华晶等，它们生产的金刚石品种齐全，虽然某些产品性能上与国外产品有差异，但价格上有优势。
我国已占据世界金刚石合成量的90%以上，是名副其实的生产大国，现正向质量强国迈进。
2金属结合剂特点种类金刚石磨具用结合剂主要有树脂、金属、陶瓷等3类。
金属结合剂按主要成分可以分为：钴基、铜基（常为青铜、黄铜）、铁基、钨基、镍基、铝基结合剂等。
金属结合剂通常由黏结金属、骨架材料和添加剂组成。
黏结金属应具有较低的熔融温度，使其具有液相烧结的特性，填充于骨架金属之间及骨架金属与金刚石之间，牢固地黏结骨架金属和金刚石，使工具具有较高的强度和抗冲击性。
黏结金属通常是几种金属的合金，如Ｃｏ、Ｆｅ、Ｃｕ等金属及其合金。
骨架金属以碳化物为主，如ＷＣ、Ｗ２Ｃ、ＴｉＣ等，也可用难熔金属Ｗ、Ｍｏ代替ＷＣ等使用，其作用是在高温烧结时保持固相状态，固定金刚石，同时提高基体韧性和耐磨性。
金属结合剂成分配比
金属结合剂成分配比
金属结合剂配方可划分成五大部分：骨架材料；黏结金属；碳化物形成元素；提高结合剂力学性能的元素；填充料。
一个实用的金属结合剂磨具配方，在烧结过程中能够形成适量的液相（黏结相），液相将骨架相的孔隙填充达到致密烧结，又不会过多造成“跑料”流失。
由黏结相和骨架相的成分、结构控制使得最终烧结制品的强度、硬度、耐磨性满足牢固把持金刚石颗粒，并且在磨削工作中与金刚石保持同步磨损，避免出现结合剂不耐磨而造成金刚石颗粒过早脱落或结合剂过分耐磨不能使金刚石良好出露的现象。
金属结合剂金刚石工具烧结技术的研究
金属结合剂金刚石工具烧结技术的研究金刚石工具被誉为“工业的牙齿”，以其无与伦比的优异性能和不可替代性成为当今公认的、必不可少的硬脆材料加工用超硬材料工具。
传统电阻式热压法制造金属结合剂金刚石工具生产周期短、工艺调整简单，但存在固有的弊病和缺陷，其中最为根本的问题是：烧结过程能耗高，工具的质量稳定性差，使用性能水平低。
本文在总结热压烧结理论的基础上，选用Co-Cu-Sn粉末作为金刚石工具胎体，围绕金属结合剂金刚石工具烧结技术进行研究。
获得如下结论：（1）论文首先对同一配方采用HP、C-HP和HIP烧结工艺制备金属结合剂金刚石工具，并对工艺参数进行了优化，其最佳烧成温度、保温时间、施压条件分别为：760℃、4min、35MPa，770℃、90min、30MPa，780℃、60min、80MPa。
（2）在优化工艺条件下，制备WD试样、HD试样和试切用锯片。
研究结果表明：HP工艺烧结时间短，但温度场分布不均，烧结试样孔洞较多，易出现金刚石烧蚀现象，杂质氧化物会阻碍金属原子的迁移与扩散，甚至成为裂纹源；C-HP 工艺温度场均匀，还原气氛能有效活化金属原子，促进致密化；HIP工艺能显著降低烧结组织的气孔率，细化晶粒，试样断面出现类似于塑性断裂的浅韧窝特征，胎体对金刚石的包镶状况良好，其试样综合力学性能最佳。
（3）Co-Cu-Sn胎体和金刚石节块的烧结均属于以固相烧结为主的瞬时液相烧结，其致密化过程包括吸附气体的解吸与逸出、金属颗粒表面氧化物的还原、液相的形成与消失、不同组元的扩散与合金化等阶段。
三种烧结技术所获得的胎体试样物相组成均为Cu5.6Sn和α-Co，HIP试样结晶最佳。
（4）试切结果表明：HIP锯片的优势主要表现在使用寿命上，其寿命较HP锯片提高了29%。
在质量稳定性上，HIP锯片最优，其次为C-HP锯片、HP锯片。
（5）ANSYS热分析结果表明：HP烧结过程中，若粉末压坯密度均匀，仅考虑石墨模具作为发热体时，粉末压坯受热快，即使是快速升温也能保证温度场的均匀性。
2016金属金刚石结合剂砂轮技术配方
2016金属金刚石结合剂砂轮技术配方2016新版、《金属结合剂金刚石砂轮磨具制造工艺配方》金刚石砂轮与普通砂轮相比，具有磨削效率高，表面光洁度好，磨削质量高，成本低等。
金刚石砂轮的主要特点是硬度高、导热率高、锋利度高由此带来高的磨削率。
适用于现代工业机械加工中的高效、强力磨削，适用于加工硬质合金，光学玻璃、陶瓷、石英、宝石、铁氧体、半导体材料、铸铁、浮火钢、建材、耐火材料等高硬材料。
近几年来，随着高速磨削超精密磨削技术迅速发展，对砂轮提出了更高要求，陶瓷树脂结合剂砂轮已不能满足生产需要，金属结合剂砂轮因其结合强度高、成型性好、使用寿命长等显著特性而生产得到了广泛应用。
围绕金属结合剂牢固把持金刚石磨粒的关键环节,国内涌现出许多优秀的新技术、新工艺、新配方。
例如：针对传统金属基金刚石工具中结合剂对磨粒把持力弱的瓶颈问题，国内华侨大学研制了通过液态金属直接连接金刚石磨粒的工具制备新方法、稀土改性钨基结合剂金刚石磨轮制造技术工艺配方、设计并开发了研究合金与磨粒界面行为的实验系统等诸多成果，显著提高金刚石颗粒的把持力，增加金刚石磨轮的耐磨性。
目前新技术已经得到广泛应用，近年来，新增产值上亿元，并获得2014年度福建省科学技术奖。
这些具有自主知识产权的关键技术，非常值得致力于金刚石砂轮磨具、金刚石工具创新和生产的科技型企业、科研单位学习和借鉴。
生产出超一流的金刚石砂轮磨具制品！本篇专辑精选收录了国内关于金刚石砂轮磨具制造最新技术工艺配方技术资料。
涉及国内著名公司、科研单位、知名企业的最新技术全文资料，工艺配方详尽，技术含量高、环保性强是从事高性能、高质量、产品加工研究生产单位提高产品质量、开发新产品的重要情报资料。
资料中包括制造磨料原料组成、金属结合剂配方、生产工艺、烧结工艺、产品性能测试及标准、解决的具体问题、产品制作实施例等等，是企业提高产品质量和发展新产品的重要、实用、超值和难得的技术资料。
本篇专集资料分为上、下两册，A4纸大，现货发行，欢迎订购！网址：/doc/6414930732.html,/diamondtools 国际新技术资料网由北京恒志信科技发展有限责任公司组建，是专门致力于企业经济信息、科技信息开发、加工整理、市场调查和信息传播的专业化网站，网站发展宗旨是：致力于我国信息产业的建设，及时向企业、科研部门提供最新的国际最领先技术的科技信息情报，有效服务于企业新产品开发、可行性论证和推广。
金属基金刚石工具结合剂中添加合金元素的研究进展-v11终稿
金属基金刚石工具结合剂中添加合金元素的研究进展司卫征袁慧张凤林王成勇(广东工业大学机电工程学院广州510006)摘要本文综述了金属基金刚石工具结合剂中添加各种合金元素的研究进展。
重点阐述了骨架材料、碳化物形成元素、稀土、非金属元素等在金属结合剂的作用及其影响机理。
关键词：金刚石工具，金属结合剂，合金元素Research advances of adding alloying elements in the bondof metal matrix diamond toolsSi Weizheng Yuan Hui Zhang Fenglin Wang Chengyong(Faculty of Mechanical & Electronic Engineering, Guangdong University ofTechnology, Guangzhou 510006, China)Abstract：In this paper the advances of several kinds of alloying elements added in the bond of metal matrix diamond tools are summarized. The effect and working mechanism of skeleton material, carbide-forming elements, rare-earth and non-metallic elements in the bond are discussed. Keywords: diamond tools, metal bond, alloying elements1.引言金刚石由于其极高的硬度被广泛应用于地质勘探和脆硬材料的切割、磨削及抛光等领域。
在最常用的金属基金刚石工具中，金刚石是切削元件，金属胎体用来固结切削元件，并使之有适当的出刃。
金刚石颗粒增强金属基复合材料的制备及性能研究00107232913
金刚石颗粒增强金属基复合材料的制备及性能研究淦作腾北京科技大学金刚石颗粒增强金属基复合材料的制备及性能研究Study on preparation and properties of diamond particlesreinforced metal matrix composites研究生姓名：淦作腾指导教师姓名：何新波北京科技大学材料科学与工程学院北京100083，中国Master Degree Candidate： Gan ZuotengSupervisor： He XinboSchool of Materials Science and EngineeringUniversity of Science and Technology Beijing30 Xueyuan Road，Haidian DistrictBeijing 100083，P.R.CHINA分类号：____________密 级：______________ 公开 TB333ＵＤＣ：____________ 单位代码：______________１０００８北京科技大学硕士学位论文论文题目：金刚石颗粒增强金属基复合材料的制备及性能研究作者：_________________________ 淦作腾指 导 教 师： 单位： 何新波 教授北京科技大学指导小组成员： 单位：任淑彬 讲师北京科技大学 单位：论文提交日期：2009年 12月 15日学位授予单位：北 京 科 技 大 学致谢值此论文完成之际，谨向我的导师何新波教授和任淑彬老师表示衷心的感谢和崇高的敬意。
二位老师在论文的选题、试验、结果分析及论文撰写过程中，付出了大量的心血和劳动。
老师们渊博的学识、严谨的治学作风、高瞻远瞩的学术思想、和蔼可亲的态度使学生受益匪浅，终生难忘。
特别感谢沈晓宇师姐在课题研究工作期间给予的热心指导。
同时，本课题组的曲选辉教授、秦明礼教授、尹海清副教授、李平副教授也给予我很大的指导和帮助，在此向他们表示衷心的感谢！感谢同课题组的王建忠、董应虎、梅敏、杨振亮、刘烨、李慧、贾宝瑞、张政敏、郭彩玉等同学对我实验工作的帮助！感谢所有关心和帮助过我的人！感谢百忙之中审阅本文的各位专家、教授！摘要本研究采用放电等离子烧结技术，制备了表面金属化的金刚石/铝、铜复合材料。
金属结合剂金刚石磨具的研究进展
第 4期
王双喜等 :金属结合剂金刚石磨具的研究进展
73
二 、金刚石表面镀膜 。为使结合剂与金刚石实现 牢固结合 ,国内外对金刚石表面镀膜进行了大量的研 究 ,想通过镀膜的方法使结合剂与金刚石发生化学键 合 。镀覆金属或合金主要有 W、Ti、C r、Nb2 Ti、Mo、TiN 等。
理论上 ,镀层结构为金刚石 →碳化物层 →镀覆金 属层 。烧结时 ,镀覆金属层和金属结合剂牢固结合 ,达 到提高结合剂对金刚石把持力的目的 。文献 [ 10 ]表 明 :热压烧结时 ,强碳化物形成元素与金刚石只是局部 键合 ;冷压烧结时 ,烧结时间长 ,镀膜效果明显 。文献 [ 8 ]研究结果表明 ,采用真空微蒸发镀 ,镀覆温度较 高 ,镀层与金刚石预先形成化学键 ,可有效实现金刚石 与结合剂之间的化学键合 ,是一种比较理想的金刚石 表面金属化方法 ,但金刚石失效以破碎为主时 ,金刚石 表面金属化效果微弱 。镀膜金刚石与结合剂之间存在 着适应性问题 ,只有合适的镀膜材料与合适的结合剂 和热压条件相匹配才能使镀膜金刚石与结合剂的结合 强度有较大的提高 。表 2列出镀膜金刚石与结合剂的 结合情况 。图 1、图 2分别为文献 [ 11 ]中镀 Ti、镀 Mo 金刚石与 Co基结合剂结合的断口形貌 。镀 Ti金刚石 与结合剂只能形成小面积的化学键合 ,对强度的提高 不明显 ;镀 Mo金刚石的断口中有较多穿晶断裂现象 , 这种情况在金刚石与结合剂的结合强度较高时才能出 现 ,说明镀 Mo金刚石与结合剂之间结合较好 。所以 , 在制备金刚石磨具时 ,要根据不同的结合剂选择合适 的镀膜金刚石 。
国内外金刚石刀头制造技术的区别主要表现在金 刚石的选取上 :国外一般选低浓度 ( 20% ～30% ) 、粗
3 国家博士后科学基金资助项目 (2005038520)
高自锐性金属结合剂金刚石制品的材料[发明专利]
![高自锐性金属结合剂金刚石制品的材料[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/01e98b00b8f67c1cfad6b8ee.png)
专利名称：高自锐性金属结合剂金刚石制品的材料专利类型：发明专利
发明人：张星亮,杨俊德,王曰国
申请号：CN200410023189.2
申请日：20040513
公开号：CN1696056A
公开日：
20051116
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：发明一种高自锐性金属结合剂金刚石制品的材料。
其特征是：它的材料组分为36目以细的碳化硅颗粒在粘结剂的作用下粘结100目以细的石墨颗粒制成非金属合成材料豆状颗粒。
碳化硅颗粒与石墨颗粒组合的重量比例为1∶0.3～2.4。
将这种材料均匀分布于高自锐性金属结合剂金刚石制品的金刚石空白区金属胎体内，构成非均质胎体，见附图。
非均质胎体具有的基本性能可实现机械强度高、耐磨性能低的目的。
它能克服背景技术均质胎体基本性能机械强度高，耐磨性能随之也高的矛盾。
本发明可应用于制造具有高时效、高寿命的高自锐性金属结合剂金刚石制品。
申请人：张星亮,杨俊德,王曰国
地址：410012 湖南省长沙市麓山南路236号长沙矿山研究院
国籍：CN
更多信息请下载全文后查看。