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%。这样不仅可以大大提高磨料的使用率延长其使用寿命，还在一定程度上提高了工作效率。这种技术与传统的办法相比，优势十分明显。

3.金刚石磨具钎焊工艺存在的问题分析

金刚石磨具自身独特的物理性质也在一定程度上导致了它在进行钎焊工艺时会有一些问题产生。下面，我们主要就这方面来研究以下几个问题。

3.1湿润性的相关处理

在上面已经提到了钎焊过程中的钎料的作用，也就是说钎料的性质一定要与金刚石和胎体有良好的相溶性，在浸润性和结合强度方面要达到一定的标准。作为一种新材料，金刚石的界面能超出一般的材料，很难对其表面进行润湿操作，所以在钎料这一方面的要求还是较高的。在进行金刚石磨具的钎焊时，选取合适的钎料，并在其中添加适量的活性元素，保证在进行融化时可以对金刚石表面进行充分的覆盖。一般都添加Ti、Cr、Zr等元素，以期在其表面形成碳化物。但要根据实际情况谨慎操作。

3.2热损伤的工艺分析

金刚石磨具在进行钎焊这一过程时，在液态状态下的钎料经常与金刚石发生或多或少的相互扩散，导致一些金刚石的消耗。这是因为在固态金刚石的状态下，金属原子很难扩散，只有将钎料融为液态才可以保证金刚石中的碳原子向液态钎料中扩散，达到相互反应的目的。在选择钎焊材料时要保证钎料不过多消耗金刚石，像液态的Ni就会夺取过多的C，从而影响到金刚石的稳定性，造成金刚石使用寿命过短，创造价值过低。所以说，在进行钎料选择时，认真分析钎料的性质，保证以金刚石最小的消耗创造较高的经济效益。

3.3进行钎焊作业时温度的控制

在上面已经提到，钎焊要求钎料的熔点要高于金刚石工具在工作时的工作温度，也就是说钎料应具备熔点较低，可以与金刚石的膨胀系数相接近的性质，这样的金属或是合金材料需要再加入一些活性元素以此来保证金刚石不被过多消耗。在进行钎焊时，若是温度过高，会造成金刚石的墨化或氧化，失去原有性质，影响其强度，在连接时强度也会随之下降；达不到预期的温度也会造成一些问题，金刚石表面的湿润性达不到预定指标，产品的质量下降，使用效果明显变差。因此，在进行钎焊时，对温度的控制要把握好，密切关注钎料与金刚石的结合情况，保证质量。

3.4胎体的耐磨性

金刚石表面预金属化是钎焊工艺的一个目标，其要求是与胎体金属实现化学冶金的有机结合。胎体的耐磨性与金刚石磨具的使用寿命有密切的关系。只要让胎体保持在一个理想状态下，制作出来的产品使用时限也会大大延长。固相粉末冶金烧结法这种较为传统的方法不可能实现这两者之间的完美结合，还是需要利用现在的科技对胎体进行全方位的分析，保证胎体可以在一个较为完美的状态下与金刚石进行完美结合，提高其使用寿命。在胎体中加入一些元素可以增加其耐磨性，但要注意不要与其他原子反应造成金刚石的侵蚀。

4.结语

现阶段我国对金刚石磨具的钎焊工艺还没有达到世界先进水平，但总体来说还是有很大的进步空间的。我们应该与发达国家的相关技术团队建立友好的关系，定期开展技术交流，发展友好的合作关系，同时加强技术层面的合作；相关单位可以培养专业人才进行更深层面的技术钻研，争取让我国在金刚石磨具的钎焊工艺这一方面达到世界水平，让其工作的更有效率从而创造出更多的经济效益。

参考文献：

[1]马伯江，徐鸿钧.钎焊金刚石表面碳化物形成的动力学研究[J].金刚石与磨料磨具工程. 2008（01）.

[2]郭晓琴.金刚石磨具钎焊工艺研究[J].金刚石与磨料磨具工程.2007（03）.

[3]关砚聪，陈玉全，姚德明.金刚石磨粒用钎料的研制及钎焊工艺[J].农业机械学报. 2005（07）.

作者简介：赵海祥（1976.9-），男，籍贯：河北省武安市，现有职称：中级，学历：本科。