4單層釬焊金(jin)剛石(shi)砂輪

　　為了充分發揮金剛石的作用，要設法增大金剛石工具粉末對金(jin)剛(gang)石(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)把(ba)持力，提高砂(sha)輪的(de)(de)(de)(de)結(jie)合強度(du)(du)。單層高溫釬焊超硬(ying)磨(mo)(mo)(mo)料砂(sha)輪能(neng)克服電鍍砂(sha)輪的(de)(de)(de)(de)缺點，可(ke)以實(shi)現金(jin)剛(gang)石(shi)(shi)、金(jin)剛(gang)石(shi)(shi)工具粉末、金(jin)屬基體三者之間的(de)(de)(de)(de)化學冶金(jin)結(jie)合，具有較高的(de)(de)(de)(de)結(jie)合強度(du)(du)，僅需將(jiang)結(jie)合層厚度(du)(du)維持在磨(mo)(mo)(mo)粒(li)高度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)20%～30%就能(neng)在大負荷高速高效磨(mo)(mo)(mo)削(xue)中(zhong)牢(lao)固(gu)地把(ba)持住磨(mo)(mo)(mo)粒(li)，使(shi)釬焊砂(sha)輪的(de)(de)(de)(de)磨(mo)(mo)(mo)粒(li)裸露(lu)高度(du)(du)可(ke)達(da)70%～80%，因而增大了容(rong)屑空(kong)間，砂(sha)輪不易堵塞，磨(mo)(mo)(mo)料的(de)(de)(de)(de)利用更加充(chong)分。在與電鍍砂(sha)輪相同的(de)(de)(de)(de)加工條件下，單層高溫釬焊超硬(ying)磨(mo)(mo)(mo)料砂(sha)輪的(de)(de)(de)(de)磨(mo)(mo)(mo)削(xue)力、功(gong)率損耗、磨(mo)(mo)(mo)削(xue)溫度(du)(du)更低，意味著(zhu)可(ke)達(da)到更高的(de)(de)(de)(de)工作(zuo)速度(du)(du)，這(zhe)在300～500m/s以上的(de)(de)(de)(de)超高速磨(mo)(mo)(mo)削(xue)中(zhong)有著(zhu)特殊的(de)(de)(de)(de)意義(yi)。

　　1）單層高溫釬焊(han)無(wu)鍍膜金剛石(shi)砂輪(lun)

　　a.加(jia)Cr銀基釬料(liao)單層釬焊砂輪

　　利用(yong)高頻感(gan)應(ying)釬(han)焊方(fang)法(fa)，用(yong)添加(jia)有Cr的Ag-Cu合(he)金(jin)(jin)作(zuo)為釬(han)料(liao)，在780℃的空氣(qi)中(zhong)釬(han)焊35s，自(zi)然(ran)冷卻(que)，可實現金(jin)(jin)剛(gang)石與(yu)(yu)鋼(gang)基(ji)體(ti)間的牢(lao)固連接。經(jing)X射線能譜及X射線衍射分析發(fa)現，Cr與(yu)(yu)金(jin)(jin)剛(gang)石之間形成Cr3C2，與(yu)(yu)鋼(gang)基(ji)體(ti)之間形成（FexCry）C，經(jing)與(yu)(yu)不加(jia)Cr釬(han)料(liao)的對(dui)比實驗證明(ming)，這是實現合(he)金(jin)(jin)層與(yu)(yu)金(jin)(jin)剛(gang)石及鋼(gang)基(ji)體(ti)間都具(ju)有較高結合(he)強度(du)的主(zhu)要因素，并通過磨削實驗證實了(le)金(jin)(jin)剛(gang)石確有較高的把持強度(du)。該工藝的優點(dian)(dian)是釬(han)焊溫(wen)度(du)低(di)，對(dui)金(jin)(jin)剛(gang)石的損傷小。缺點(dian)(dian)是銀基(ji)釬(han)料(liao)的熔點(dian)(dian)較低(di)，耐(nai)磨削高溫(wen)性能較差(cha)，在高效重(zhong)負荷(he)磨削中(zhong)的應(ying)用(yong)受到限(xian)制。

　　b. Ni-Cr合金單層釬焊砂(sha)輪(lun)

　　國外金剛石的釬焊工藝是：首先用氧乙炔焊炬在鋼基體上火焰噴涂上一層Ni-Cr合金層，這層活性金屬可作為釬料直接釬焊金剛石磨粒，然后在1080℃的氬氣中感應釬焊30s。在火焰噴涂合金層的過程中，由于鋼基體表面易氧化，釬焊后金剛石工具粉末(mo)層厚度的一(yi)致性(xing)和(he)磨料排(pai)布(bu)的均勻(yun)性(xing)尚(shang)難于有效控制。

　　武志斌等將金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)磨(mo)粒(li)(li)直(zhi)接排(pai)布在(zai)Ni-Cr合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)片或(huo)粉末上，用(yong)陶瓷(ci)塊壓住金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)磨(mo)粒(li)(li)，然后(hou)在(zai)真空高(gao)(gao)(gao)頻感應(ying)機上釬(han)(han)焊(han)(han)(han)30s，釬(han)(han)焊(han)(han)(han)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)為1080℃；或(huo)者(zhe)在(zai)氬(ya)氣(qi)保(bao)護(hu)輻射(she)加熱爐(lu)內(nei)進(jin)行釬(han)(han)焊(han)(han)(han)，適(shi)當控制釬(han)(han)焊(han)(han)(han)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)、保(bao)溫(wen)(wen)時間(jian)和冷卻速度(du)(du)(du)。利用(yong)掃描(miao)電(dian)鏡X射(she)線能譜及X射(she)線衍射(she)結構分(fen)析發現，在(zai)釬(han)(han)焊(han)(han)(han)過程中，Ni-Cr合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)中的(de)(de)Cr元(yuan)素(su)分(fen)離(li)出(chu)來在(zai)金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)表面(mian)(mian)形成(cheng)(cheng)(cheng)富Cr層，并與(yu)(yu)金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)表面(mian)(mian)的(de)(de)-元(yuan)素(su)反應(ying)生成(cheng)(cheng)(cheng)Cr3C2和Cr7C3，合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)層在(zai)與(yu)(yu)金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)良好浸潤的(de)(de)同時與(yu)(yu)鋼基(ji)體反應(ying)生成(cheng)(cheng)(cheng)（FexCry）C的(de)(de)碳化物(wu)，因此這種釬(han)(han)焊(han)(han)(han)工藝(yi)可以(yi)確保(bao)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)層與(yu)(yu)金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)及鋼基(ji)體之間(jian)都(dou)能獲(huo)得(de)較高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)結合(he)強度(du)(du)(du)。通過重負荷磨(mo)削實驗證(zheng)明(ming)了(le)金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)為正常磨(mo)損，沒有(you)整顆金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)脫(tuo)落。這種工藝(yi)的(de)(de)優點(dian)是：Ni-Cr合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)本(ben)身(shen)的(de)(de)強度(du)(du)(du)高(gao)(gao)(gao)，釬(han)(han)焊(han)(han)(han)后(hou)可獲(huo)得(de)比銀基(ji)合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)釬(han)(han)焊(han)(han)(han)更(geng)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)結合(he)強度(du)(du)(du)；Ni-Cr合(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)熔(rong)點(dian)高(gao)(gao)(gao)，耐(nai)磨(mo)削高(gao)(gao)(gao)溫(wen)(wen)性(xing)能好。但它仍有(you)一定的(de)(de)局限性(xing)，因釬(han)(han)焊(han)(han)(han)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)高(gao)(gao)(gao)（1080℃），易(yi)造成(cheng)(cheng)(cheng)金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)熱損傷(shang)而(er)降低金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)強度(du)(du)(du)，采用(yong)真空條件或(huo)氬(ya)氣(qi)保(bao)護(hu)進(jin)行釬(han)(han)焊(han)(han)(han)可盡量減小金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)熱損傷(shang)和氧化。

　　馬楚凡等選用NiCr13P9合金為活性釬(han)料，同時加(jia)入少(shao)量Cr粉，在(zai)真空爐內加(jia)壓加(jia)熱到950℃進行釬(han)焊(han)，研制了牙科專用的(de)單(dan)層(ceng)高(gao)(gao)溫(wen)釬(han)焊(han)金剛(gang)石砂輪。利用掃描(miao)電(dian)鏡觀察(cha)顯示在(zai)金剛(gang)石的(de)周圍有(you)銀白(bai)色(se)的(de)合金包繞(rao)，X射線衍射分析證(zheng)實(shi)(shi)有(you)Cr3C2生成，正是這個碳化物(wu)層(ceng)實(shi)(shi)現了金剛(gang)石與鋼基體(ti)間較高(gao)(gao)的(de)結合強(qiang)(qiang)度。磨削實(shi)(shi)驗也證(zheng)實(shi)(shi)金剛(gang)石確有(you)高(gao)(gao)的(de)把持強(qiang)(qiang)度，單(dan)層(ceng)高(gao)(gao)溫(wen)釬(han)焊(han)金剛(gang)石砂輪的(de)壽命及磨削效率(lv)較電(dian)鍍砂輪有(you)了明顯的(de)提高(gao)(gao)。