第32卷第7期 2011年7月
焊接学报
TRANSACTIONS OF THE CHINA WELDING INSTTTUTION
Vol.32 July
No.7 2011
预合金粉对金刚石复合体组织结构影响及机理分析
丁天然，龙伟民，乔培新，裴赏签
（郑州机械研究所新型钎焊材料与技术国家重点实验室，郑州450001）
摘要：文中以热压烧结金刚石刀头胎体材料为研究对象，对比分析了添加不同比例的FCu14预合金粉对金刚石刀头孔隙率、硬度、抗剪强度、抗弯强度等性能的影响。结果表明，随着FCu14预合金粉含量的增加，胎体合金成分均匀化，微细的铁基胎体被铜基粘结相均匀地包围，减少了孔隙的存在，胎体的孔隙率明显降低，孔隙均匀细小，因面金刚石刀头胎体硬度逐渐升高，胎体孔隙率的降低使得孔隙率对材料基体的割裂作用降低，相应的材料中的微观缺陷也就趣少，从而使得其抗剪强度和抗弯强度提高，但加人量过高会使胎体硬度增加过大，导致胎体的韧性大幅度下降，脆性显著增加，脆性
的增加会使得断口中韧宽的数量急剧减少，其相应的强度就会降低。关键词：预合金粉；金刚石复合体；胎体性能；组织结构
中图分类号：TG425 0序言
文献标识码：A
文章编号：0253360X(2011)07007504
体粉成分配方比见表1.
金刚石锯片主要用于切割花岗看、混凝土、机场跑道、高速公路、地板砖、预制楼板等。在金刚石刀头的使用过程中，金刚石的利用率非常低，这是因为刀头中的金刚石并非磨损失效，而是以脱落的形式大量流失[1-4]，因此，改善结合剂的性能就成为广大金刚石工具研究者最为热衷的研究课题。采用粉状钎料作为粘结剂形成致密组织，通过改善复合体的组织结构实现对金刚石的扩散钎焊连接，是提高金刚石与胎体结合力的有效途径(5-11)
郑州机械研究所自主研发的FCu14预合金粉具有细化晶粒，缩减间隙，与金刚石结合强度高等优点，在烧结成金刚石工具胎体过程中，当温度升到预合金粉的熔化温度，粘结成分的预合金粉就开始与相关金属发生冶金反应，并向金刚石扩散，从而实
现钎焊连接 1
试验方法
试验材料和试验设备
1.1
试验中选用的材料有铁粉、铜粉、锡粉、锌粉等胎体粉及FCu14预合金粉，粒度均为-200目.其中FCu14预合金粉采用多级紧耦合雾化法制取，胎
收稿日期：20101230
基金项目：郑州重大科技专项基金资助（10ZDZX019）
万方数据
丁天然
表1月
胎体粉成分配方比（质量分数，%）
Table1
Proportion of matrix powder composition formula(mass fraction/% )
Fe 60 ~ 70
Cu 15 ~20
S 2~3
Zn 2~3
其它余量
试验使用的设备有SMVB60k1真空热压烧结机、混料机、MTS万能试验机、金相显微镜、布氏硬度计 1.2刀头胎体配方的确定
金刚石工具是由金刚石颗粒、骨架材料与结合剂形成的粉末冶金制品．金刚石的品质因素是决定工具性能的内在因素，骨架材料的性能直接影响工具的锋利度和使用寿命，而结合剂一方面能改善骨架材料的性能，提高胎体对金刚石的把持力；另一方面能改善胎体对金刚石的润湿性，实现胎体与金刚石的钎焊连接，
试验共制定了4种试样配方：P。配方（不加任何预合金粉）;P,,Ps,P，配方是在P。配方的基础上分别添加质量分数为8%，12%，16%的FCu14预合金粉
1.3试样的制备与性能测试
按一定的比例将原材料按P。,P,P,P,配方进行配比，称取所需重量混合均匀，装入石墨模具置于 SMVB60k1真空热压烧结机进行烧结：烧结工艺也完全相同（即烧结温度为800℃，保温时间2.5