金剛石磨具釬焊工藝解析

     隨著科技的進(jìn)步，金剛石作為切割材料的一種工具也被廣泛使用；隨著其合成技術(shù)的不斷進(jìn)步發(fā)展，金剛石磨具在提高材料的利用率與產(chǎn)量上的優(yōu)勢(shì)也逐漸凸顯出來(lái)，很快便取代了傳統(tǒng)的磨具。在現(xiàn)在看來(lái)，在玻璃深加工等各個(gè)領(lǐng)域金剛石磨具的應(yīng)用十分廣泛。
　　1.釬焊工藝
　　釬焊工藝，它主要采用了比母材熔點(diǎn)低的金屬材料當(dāng)做釬料，先將焊件與釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)但要低于母材熔化的溫度，利用液態(tài)的釬料將母材潤(rùn)濕，填充材料之間的接頭間隙，與此同時(shí)與母材之間形成相互擴(kuò)散以便最終實(shí)現(xiàn)連接各個(gè)焊件的一種工藝方法。但在進(jìn)行這項(xiàng)工藝之前一定要確保各個(gè)工件都進(jìn)行了嚴(yán)格的清洗與加工：確保工件表面的油污與氧化膜已經(jīng)去除掉，為釬焊的順利進(jìn)行打下基礎(chǔ)。同時(shí)還要注意接口裝配間的間隙，一般在 0.01～0.1毫米之間為最佳。
　　2.金剛石磨具的釬焊工藝分析
　　金剛石作為一種特殊的材料，以其突出的高硬度、最好的導(dǎo)熱性、良好的耐磨性贏得長(zhǎng)期關(guān)注，同時(shí)也是加工各類堅(jiān)硬材料不可缺少的工具。金剛石特殊的晶體結(jié)構(gòu)與其他材料有著明顯的差別，將其做成磨具對(duì)其他物體進(jìn)行切割是現(xiàn)在應(yīng)用最廣的一種。用釬焊技術(shù)將金剛石與其他材料進(jìn)行完美的結(jié)合，不僅再次增強(qiáng)了其強(qiáng)度，還可以大大提高其使用壽命。根據(jù)金剛石自身的物理性質(zhì)，因其界面上的結(jié)合強(qiáng)度高，所以只需要很薄的結(jié)合劑就可以將磨粒很好的保持住，并且裸露度可高達(dá)70%～80%。這樣不僅可以大大提高磨料的使用率延長(zhǎng)其使用壽命，還在一定程度上提高了工作效率。這種技術(shù)與傳統(tǒng)的辦法相比，優(yōu)勢(shì)十分明顯。
　　3.金剛石磨具釬焊工藝存在的問(wèn)題分析
　　金剛石磨具自身獨(dú)特的物理性質(zhì)也在一定程度上導(dǎo)致了它在進(jìn)行釬焊工藝時(shí)會(huì)有一些問(wèn)題產(chǎn)生。下面，我們主要就這方面來(lái)研究以下幾個(gè)問(wèn)題。
　　3.1濕潤(rùn)性的相關(guān)處理
　　在上面已經(jīng)提到了釬焊過(guò)程中的釬料的作用，也就是說(shuō)釬料的性質(zhì)一定要與金剛石和胎體有良好的相溶性，在浸潤(rùn)性和結(jié)合強(qiáng)度方面要達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。作為一種新材料，金剛石的界面能超出一般的材料，很難對(duì)其表面進(jìn)行潤(rùn)濕操作，所以在釬料這一方面的要求還是較高的。在進(jìn)行金剛石磨具的釬焊時(shí)，選取合適的釬料，并在其中添加適量的活性元素，保證在進(jìn)行融化時(shí)可以對(duì)金剛石表面進(jìn)行充分的覆蓋。一般都添加Ti、Cr、Zr等元素，以期在其表面形成碳化物。但要根據(jù)實(shí)際情況謹(jǐn)慎操作。
　　3.2熱損傷的工藝分析
　　金剛石磨具在進(jìn)行釬焊這一過(guò)程時(shí)，在液態(tài)狀態(tài)下的釬料經(jīng)常與金剛石發(fā)生或多或少的相互擴(kuò)散，導(dǎo)致一些金剛石的消耗。這是因?yàn)樵诠虘B(tài)金剛石的狀態(tài)下，金屬原子很難擴(kuò)散，只有將釬料融為液態(tài)才可以保證金剛石中的碳原子向液態(tài)釬料中擴(kuò)散，達(dá)到相互反應(yīng)的目的。在選擇釬焊材料時(shí)要保證釬料不過(guò)多消耗金剛石，像液態(tài)的Ni就會(huì)奪取過(guò)多的C，從而影響到金剛石的穩(wěn)定性，造成金剛石使用壽命過(guò)短，創(chuàng)造價(jià)值過(guò)低。所以說(shuō)，在進(jìn)行釬料選擇時(shí)，認(rèn)真分析釬料的性質(zhì)，保證以金剛石最小的消耗創(chuàng)造較高的經(jīng)濟(jì)效益。
　　3.3進(jìn)行釬焊作業(yè)時(shí)溫度的控制
　　在上面已經(jīng)提到，釬焊要求釬料的熔點(diǎn)要高于金剛石工具在工作時(shí)的工作溫度，也就是說(shuō)釬料應(yīng)具備熔點(diǎn)較低，可以與金剛石的膨脹系數(shù)相接近的性質(zhì)，這樣的金屬或是合金材料需要再加入一些活性元素以此來(lái)保證金剛石不被過(guò)多消耗。在進(jìn)行釬焊時(shí)，若是溫度過(guò)高，會(huì)造成金剛石的墨化或氧化，失去原有性質(zhì)，影響其強(qiáng)度，在連接時(shí)強(qiáng)度也會(huì)隨之下降；達(dá)不到預(yù)期的溫度也會(huì)造成一些問(wèn)題，金剛石表面的濕潤(rùn)性達(dá)不到預(yù)定指標(biāo)，產(chǎn)品的質(zhì)量下降，使用效果明顯變差。因此，在進(jìn)行釬焊時(shí)，對(duì)溫度的控制要把握好，密切關(guān)注釬料與金剛石的結(jié)合情況，保證質(zhì)量。
　　3.4胎體的耐磨性
　　金剛石表面預(yù)金屬化是釬焊工藝的一個(gè)目標(biāo)，其要求是與胎體金屬實(shí)現(xiàn)化學(xué)冶金的有機(jī)結(jié)合。胎體的耐磨性與金剛石磨具的使用壽命有密切的關(guān)系。只要讓胎體保持在一個(gè)理想狀態(tài)下，制作出來(lái)的產(chǎn)品使用時(shí)限也會(huì)大大延長(zhǎng)。固相粉末冶金燒結(jié)法這種較為傳統(tǒng)的方法不可能實(shí)現(xiàn)這兩者之間的完美結(jié)合，還是需要利用現(xiàn)在的科技對(duì)胎體進(jìn)行全方位的分析，保證胎體可以在一個(gè)較為完美的狀態(tài)下與金剛石進(jìn)行完美結(jié)合，提高其使用壽命。在胎體中加入一些元素可以增加其耐磨性，但要注意不要與其他原子反應(yīng)造成金剛石的侵蝕。
　　結(jié)語(yǔ)
　　現(xiàn)階段我國(guó)對(duì)金剛石磨具的釬焊工藝還沒(méi)有達(dá)到世界先進(jìn)水平，但總體來(lái)說(shuō)還是有很大的進(jìn)步空間的。我們應(yīng)該與發(fā)達(dá)國(guó)家的相關(guān)技術(shù)團(tuán)隊(duì)建立友好的關(guān)系，定期開(kāi)展技術(shù)交流，發(fā)展友好的合作關(guān)系，同時(shí)加強(qiáng)技術(shù)層面的合作；相關(guān)單位可以培養(yǎng)專業(yè)人才進(jìn)行更深層面的技術(shù)鉆研，爭(zhēng)取讓我國(guó)在金剛石磨具的釬焊工藝這一方面達(dá)到世界水平，讓其工作的更有效率從而創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益。