4單層釬(han)焊金剛石砂輪

　　為了充分發揮金剛石的作用，要設法增大金剛石工具粉末(mo)(mo)對金(jin)剛石(shi)(shi)的(de)把持力，提高(gao)砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)(lun)的(de)結(jie)合強度(du)(du)。單(dan)層高(gao)溫(wen)釬焊(han)超硬磨(mo)(mo)(mo)料砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)(lun)能克服電鍍(du)砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)(lun)的(de)缺點，可(ke)以實現金(jin)剛石(shi)(shi)、金(jin)剛石(shi)(shi)工具粉末(mo)(mo)、金(jin)屬(shu)基體三者之(zhi)間(jian)的(de)化學冶(ye)金(jin)結(jie)合，具有較高(gao)的(de)結(jie)合強度(du)(du)，僅需將(jiang)結(jie)合層厚(hou)度(du)(du)維持在磨(mo)(mo)(mo)粒高(gao)度(du)(du)的(de)20%～30%就(jiu)能在大負(fu)荷高(gao)速(su)(su)高(gao)效(xiao)磨(mo)(mo)(mo)削(xue)中牢固地把持住磨(mo)(mo)(mo)粒，使釬焊(han)砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)(lun)的(de)磨(mo)(mo)(mo)粒裸露高(gao)度(du)(du)可(ke)達(da)(da)70%～80%，因(yin)而增大了容屑空(kong)間(jian)，砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)(lun)不易堵塞，磨(mo)(mo)(mo)料的(de)利用更(geng)加充(chong)分。在與電鍍(du)砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)(lun)相同(tong)的(de)加工條(tiao)件(jian)下，單(dan)層高(gao)溫(wen)釬焊(han)超硬磨(mo)(mo)(mo)料砂(sha)(sha)(sha)輪(lun)(lun)(lun)的(de)磨(mo)(mo)(mo)削(xue)力、功率(lv)損耗、磨(mo)(mo)(mo)削(xue)溫(wen)度(du)(du)更(geng)低，意味著(zhu)可(ke)達(da)(da)到更(geng)高(gao)的(de)工作速(su)(su)度(du)(du)，這在300～500m/s以上的(de)超高(gao)速(su)(su)磨(mo)(mo)(mo)削(xue)中有著(zhu)特殊的(de)意義。

　　1）單(dan)層高溫釬焊無鍍膜金(jin)剛石(shi)砂輪

　　a.加Cr銀基釬料單(dan)層釬焊砂輪

　　利用高(gao)頻感應釬(han)焊方(fang)法，用添加(jia)有Cr的Ag-Cu合(he)金(jin)作為(wei)釬(han)料，在(zai)780℃的空氣中釬(han)焊35s，自(zi)然冷卻，可實(shi)(shi)現金(jin)剛石(shi)與(yu)鋼(gang)基體(ti)間的牢(lao)固(gu)連接。經X射(she)線能譜及(ji)X射(she)線衍射(she)分析發現，Cr與(yu)金(jin)剛石(shi)之(zhi)間形成Cr3C2，與(yu)鋼(gang)基體(ti)之(zhi)間形成（FexCry）C，經與(yu)不加(jia)Cr釬(han)料的對(dui)比實(shi)(shi)驗(yan)證(zheng)明(ming)，這(zhe)是(shi)(shi)實(shi)(shi)現合(he)金(jin)層與(yu)金(jin)剛石(shi)及(ji)鋼(gang)基體(ti)間都具(ju)有較高(gao)結合(he)強(qiang)度(du)的主(zhu)要因素，并(bing)通(tong)過磨(mo)削實(shi)(shi)驗(yan)證(zheng)實(shi)(shi)了金(jin)剛石(shi)確(que)有較高(gao)的把持強(qiang)度(du)。該工藝的優(you)點是(shi)(shi)釬(han)焊溫度(du)低(di)，對(dui)金(jin)剛石(shi)的損(sun)傷(shang)小。缺(que)點是(shi)(shi)銀基釬(han)料的熔點較低(di)，耐磨(mo)削高(gao)溫性(xing)能較差，在(zai)高(gao)效(xiao)重負荷(he)磨(mo)削中的應用受到限制。

　　b. Ni-Cr合金(jin)單層釬焊砂(sha)輪

　　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層厚度(du)的一致性和磨料排(pai)布的均(jun)勻(yun)性尚難于有效控(kong)制。

　　武(wu)志斌等(deng)將金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)磨(mo)(mo)(mo)粒直接排(pai)布在Ni-Cr合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)片(pian)或粉末上，用陶瓷塊壓住金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)磨(mo)(mo)(mo)粒，然(ran)后在真空(kong)高(gao)頻(pin)感(gan)應(ying)(ying)機上釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)30s，釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)溫(wen)(wen)度為1080℃；或者在氬氣保護輻(fu)射(she)(she)加熱(re)(re)(re)爐內進(jin)(jin)行釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)，適當(dang)控制(zhi)釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)溫(wen)(wen)度、保溫(wen)(wen)時(shi)間(jian)和(he)(he)冷卻速度。利用掃描電鏡X射(she)(she)線能(neng)譜及(ji)X射(she)(she)線衍射(she)(she)結構分析發現(xian)，在釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)過(guo)程(cheng)中，Ni-Cr合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)中的(de)(de)Cr元素分離出來在金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)表面(mian)形(xing)成(cheng)富Cr層，并與(yu)(yu)(yu)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)表面(mian)的(de)(de)-元素反(fan)應(ying)(ying)生成(cheng)Cr3C2和(he)(he)Cr7C3，合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)層在與(yu)(yu)(yu)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)良好浸潤的(de)(de)同時(shi)與(yu)(yu)(yu)鋼基體反(fan)應(ying)(ying)生成(cheng)（FexCry）C的(de)(de)碳化物，因(yin)此(ci)這(zhe)種釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)工(gong)藝(yi)可以確保合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)層與(yu)(yu)(yu)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)及(ji)鋼基體之間(jian)都能(neng)獲得較(jiao)高(gao)的(de)(de)結合(he)(he)強度。通過(guo)重(zhong)負荷磨(mo)(mo)(mo)削實驗證明了金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)為正(zheng)常磨(mo)(mo)(mo)損，沒(mei)有(you)整(zheng)顆(ke)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)脫落(luo)。這(zhe)種工(gong)藝(yi)的(de)(de)優點是(shi)：Ni-Cr合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)本身的(de)(de)強度高(gao)，釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)后可獲得比銀基合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)更高(gao)的(de)(de)結合(he)(he)強度；Ni-Cr合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)熔點高(gao)，耐磨(mo)(mo)(mo)削高(gao)溫(wen)(wen)性能(neng)好。但它仍(reng)有(you)一定(ding)的(de)(de)局限(xian)性，因(yin)釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)溫(wen)(wen)度高(gao)（1080℃），易造成(cheng)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)熱(re)(re)(re)損傷而降低金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)強度，采用真空(kong)條件(jian)或氬氣保護進(jin)(jin)行釬(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)可盡量減小金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)熱(re)(re)(re)損傷和(he)(he)氧化。

　　馬楚凡等(deng)選(xuan)用(yong)(yong)NiCr13P9合金(jin)(jin)為活性(xing)釬(han)料，同(tong)時加(jia)入少(shao)量(liang)Cr粉(fen)，在(zai)真空爐內加(jia)壓加(jia)熱到(dao)950℃進行(xing)釬(han)焊，研制了牙(ya)科專用(yong)(yong)的(de)單層高(gao)(gao)溫(wen)釬(han)焊金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)砂輪(lun)。利用(yong)(yong)掃描電(dian)鏡(jing)觀察(cha)顯示在(zai)金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)的(de)周(zhou)圍有(you)銀白色(se)的(de)合金(jin)(jin)包(bao)繞，X射(she)線衍射(she)分析證(zheng)實有(you)Cr3C2生成，正是這個碳化物層實現(xian)了金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)與鋼基體間較(jiao)高(gao)(gao)的(de)結合強度。磨削實驗也證(zheng)實金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)確有(you)高(gao)(gao)的(de)把持強度，單層高(gao)(gao)溫(wen)釬(han)焊金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)砂輪(lun)的(de)壽命及(ji)磨削效率較(jiao)電(dian)鍍砂輪(lun)有(you)了明顯的(de)提高(gao)(gao)。