金剛石鋸片

金剛石鋸片是一種工業(yè)中使用廣泛的加工設(shè)備，為了方便大家了解金剛石鋸片，接下來我們就為大家簡單的介紹一下金剛石鋸片的設(shè)計原理。

金剛石鋸片的設(shè)計原理，金剛石鋸片是由金剛石、金屬粉末加工而成的特殊粉末冶金產(chǎn)品，在制造上借鑒了常規(guī)粉末閃鑠中的一些方法和手段。在合金組織中有若干種相，其中在電化學(xué)性質(zhì)與原子半徑相似的組元間，合金傾向于優(yōu)先生成固溶體相。這種鋸片可以保證工作的效率但是我們并不能的保證使用者的安全，因此建議在使用時間應(yīng)該做好防范措施，但由于金剛石的特殊性、加工對象的復(fù)雜多變性，使得它比一般的粉末閃鑠產(chǎn)品更難以用力學(xué)性能標(biāo)準(zhǔn)來衡量。對刀頭性能影響較大的因素為結(jié)合劑。

金剛石鋸片結(jié)合劑：生產(chǎn)研究中選擇鋸片結(jié)合劑重點需要考慮，(1)對金剛石的把持能力；(2)對不同加工對象，金剛石與結(jié)合劑的協(xié)調(diào)同步磨損性；(3)適宜的制造工藝條件；(4)合理的成本。進(jìn)刀速度過快，因此造成機(jī)體與石材之間的摩擦，從而也造成了基體損壞下鄉(xiāng)。結(jié)合劑對金剛石的把持力有機(jī)械把持力和化學(xué)把持力。機(jī)械把持力主要由結(jié)合劑彈性模量來決定。提高材料彈性模量的元素如Cr、Mn、W或WC硬質(zhì)相均可提高把持力，同時增加耐磨性。當(dāng)然過高的耐磨性不利于金剛石出刃?；瘜W(xué)把持力是金剛石與結(jié)合劑“焊接”或化學(xué)鍵合形成的。它不僅能提高刀頭壽命，而且能使刀頭表面金剛石突出高度增加，形成較大的巖屑空間，提高切削效率。提高化學(xué)把持力就是要增加結(jié)合劑對金剛石的濕潤性和鍵合性。

結(jié)合劑在牢固把持金剛石充分發(fā)揮效能的前提下，還要與金剛石同步磨損以形成新的切削刃。齒數(shù)的選擇鋸齒的齒數(shù)，一般來說齒數(shù)越多，在單位時間內(nèi)切削的刃口越多，切削性能越好，但切削齒數(shù)多需用硬質(zhì)合金數(shù)量多，鋸片的價格就高，但鋸齒過密，齒間的容屑量變小，容易引起鋸片發(fā)熱。金剛石、結(jié)合劑、加工對象三者之間協(xié)調(diào)，這是金剛石鋸片制造中難掌握和控制的。如隨著鋸片直徑的增大，鋸切力增加，需要較高品級的金剛石，結(jié)合劑的耐磨性也要相應(yīng)提高。實際中通過觀察刀頭表面的磨損可以判斷結(jié)合劑的適應(yīng)性；金剛石大部分被磨鈍，則應(yīng)降低結(jié)合劑的耐磨性；金剛石大部分脫落且脫落凹坑較淺，應(yīng)增加結(jié)合劑的耐磨性，如凹坑較深，說明結(jié)合劑的把持能力差，應(yīng)著重改善它的化學(xué)結(jié)合力。

金剛石刀具的制造方法

　　目前金剛石的主要加工方法有以下四種：薄膜涂層刀具、厚膜金剛石焊接刀具、金剛石燒結(jié)體刀具和單晶金剛石刀具。

　　2.1 薄膜涂層刀具

　　薄膜涂層刀具是在剛性及高溫特性好的集體材料上通過化學(xué)氣相沉積法（CVD）沉積金剛石薄膜制成的刀具。

　　由于Si3N4系陶瓷、WC-Co系硬質(zhì)合金以及金屬W的熱膨脹系與金剛石接近，制膜時產(chǎn)生的熱應(yīng)力小，因此可作為刀體的基體材料。就鋸片使用壽命與鋸切效率而言，應(yīng)該根據(jù)不同石材的性質(zhì)選擇鋸片的線速度。WC-Co系硬質(zhì)合金中，粘結(jié)相Co的存在易使金剛石薄膜與基體之間形成石墨而降低附著強(qiáng)度，在沉積前需進(jìn)行預(yù)處理以消除Co的影響（一般通過酸腐蝕去Co）。

　　化學(xué)氣相沉積法是采用一定的方法把含有C源的氣體，在極低的氣體壓強(qiáng)下，使碳原子在一定區(qū)域沉積下來，碳原子在凝聚、沉積過程中形成金剛石相。目前用于沉積金剛石的CVD法主要包括：微波、熱燈絲、直流電弧噴射法等。

　　金剛石薄膜的優(yōu)點是可應(yīng)用于各種幾何形狀復(fù)雜的刀具，如帶有切屑的刀片、端銑刀、鉸刀及鉆頭；可以用來切削許多非金屬材料，切削時切削力小、變形小、工作平穩(wěn)、磨損慢、工件不易變形，適用于工件材質(zhì)好、公差小的精加工。此方法沉積速度快（可達(dá)930μm/h），晶格之間結(jié)合比較緊密，但是生長表面比較粗糙。主要缺點是金剛石薄膜與基體的粘接力較差，金剛石薄膜刀具不具有重磨性。

金剛石與一般的金屬及其合金之間具有很高的界面能，致使金剛石不能被一般的低熔點合金所浸潤，可焊性極差。目前主要通過在銅銀合金焊料中添加強(qiáng)碳化物形成元素或通過對金剛石表面進(jìn)行金屬化處理來提高金剛石與金屬之間的可焊性。

　?、倩钚遭F料法

　　焊料一般用含Ti的銅銀合金，不加助熔劑在惰性氣體或真空中焊接。多晶金剛石（PCD）：它們通常是通過在高溫和高壓下燒結(jié)的許多微型尺寸單一的金剛石晶體制成。常用的釬料成分Ag=68.8wt%，Cu=26.7wt%，Ti=4.5wt%，常用的制備方法是電弧熔煉法和粉末冶金法。Ti作為活性元素在焊接過程中與C反映生成TiC，可提高金剛石與焊料的潤濕性和粘結(jié)強(qiáng)度。加熱溫度一般為850℃，保溫10分鐘，緩冷以減小內(nèi)應(yīng)力。

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　　金剛石表面的金屬化是通過表面處理技術(shù)在金剛石表面鍍覆金屬，使其表面具有金屬或類金屬的性能。一般是在金剛石的表面鍍Ti，Ti與C反應(yīng)生成TiC，TiC與Ag-Cu合金釬料有較好的潤濕性和結(jié)合強(qiáng)度。目前常用的鍍鈦方法

有：真空物理氣相沉積（PVD，主要包括真空蒸發(fā)鍍、真空濺射鍍、真空離子鍍等），化學(xué)氣相鍍和粉末覆蓋燒結(jié)。一般說來，金剛石鋸片的工作環(huán)境對比惡劣，產(chǎn)品的首要用途是鋸切石材，廣泛應(yīng)用于年夜理石、花崗石、陶瓷墻地磚及混凝土成品的切割，是石材、建材行業(yè)首要且廣泛應(yīng)用的加工器材。PVD法單次鍍覆量低，鍍覆過程中金剛石的溫度低于500℃，鍍層與金剛石之間是物理附著、無化學(xué)冶金。CVD法Ti與金剛石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成強(qiáng)力冶金結(jié)合，反應(yīng)溫度高，損害金剛石。