如何提高金剛石工具的質(zhì)量

制粒工藝在我國的硬質(zhì)合金、陶瓷生產(chǎn)中已廣泛地被采用，近年來在金剛石刀頭生產(chǎn)中也獲得了廣泛應(yīng)用與發(fā)展。粉末制粒的優(yōu)點(diǎn)是，金剛石的偏析減少，分布更為均勻，改善了刀頭的切割性能，增加粉末的流動(dòng)性，使容積式冷壓工藝應(yīng)用成為可能，普通冷壓工藝性更好，減少了粉塵對工人的危害。其缺點(diǎn)是增加了投資與工藝程序，制粒時(shí)要添加粘結(jié)劑，后者對焊接、燒結(jié)和胎體性能可能有不利的影響。

各種制粒方法的比較：

噴霧法：優(yōu)點(diǎn)：產(chǎn)量大，形狀均一。缺點(diǎn)：需清洗，不含金剛石，僅一種金屬，設(shè)備大。

滾動(dòng)法：優(yōu)點(diǎn)：易于操作，石蠟粘結(jié)性好，球形。缺點(diǎn)：制粒工藝不穩(wěn)定，含金剛石，制粒困難，需過篩。

擠壓篩分法：優(yōu)點(diǎn)：速度快，粘結(jié)劑用量少，易于操作。缺點(diǎn)：不含金剛石，需篩分，形狀不均一，合格率20％～40%。

手工篩分法：優(yōu)點(diǎn)：簡單，投資少，可含金剛石，生產(chǎn)量小。缺點(diǎn)：難以選擇粘結(jié)劑，所需勞動(dòng)繁重，形狀不規(guī)則。

壓力搓篩與滾動(dòng)法：優(yōu)點(diǎn)：工藝穩(wěn)定，易于清洗，可自動(dòng)化，可含金剛石，一次制粒量任選。缺點(diǎn)：難以選擇粘結(jié)劑，需用較多熔劑。

低速攪拌高速斬切法：優(yōu)點(diǎn)：可自動(dòng)化，粒度大小可人為控制。缺點(diǎn)：不含金剛石，一次制粒量不能太少，合格率70％～80%。

德國飛羽公司推出GA180、GA240制粒機(jī)，其制粒工藝由于混→加粘結(jié)劑攪拌→刮板搓篩→滾動(dòng)制粒構(gòu)成。采用此法使刀頭冷壓速度提高3倍，模具壽命提高1倍，冷壓成本降低23。

韓國迪愛克斯公司推出CA-10制粒機(jī)，其工藝由加粘結(jié)劑干混→外圓低速攪拌(25～28rmin)→中心高速斬切(2300～2800rmin)構(gòu)成。?

為了制粒，德國研制了GB300、400、500型粘結(jié)劑，韓國使用Olycox，我國南京思尚科貿(mào)中心研制成的WS-120造粒劑為白色團(tuán)體球狀粉末，密度為1.068gcm3，熱分解溫度320～350℃，燒結(jié)后殘留灰分＜0.01%，已取代進(jìn)口粘結(jié)劑，已在各金剛石工具廠得到廣泛應(yīng)用。

5．燒結(jié)工藝中推廣真空保護(hù)氣氛熱壓燒結(jié)工藝與設(shè)備

燒結(jié)是金剛石鋸片生產(chǎn)中一道關(guān)鍵工藝，它的好壞將影響鋸片的刀頭密度、硬度與切割性能，燒結(jié)設(shè)備的技術(shù)性能也影響鋸片生產(chǎn)成本、產(chǎn)品sample與質(zhì)量。最近我們對金剛石鋸片整體燒結(jié)爐進(jìn)行了調(diào)研，用幾種有代表性的爐型同時(shí)采用同一配方粉末進(jìn)行對比燒結(jié)試驗(yàn)，其結(jié)果表明：

(1)氫氣保護(hù)、無壓燒結(jié)并式爐與鐘罩爐適于生產(chǎn)低檔小尺寸鋸片，它單次產(chǎn)量大，但鋸片壽命較低；?

(2)CSF500熱壓燒結(jié)爐，爐溫分布均勻，氮?dú)獗Ｗo(hù)加壓燒結(jié)鋸片硬度高，密度大。鋸切時(shí)鋒利、壽命長，可生產(chǎn)高檔鋸片，并能生產(chǎn)多規(guī)格多品種鋸片；?

(3)RYL系列中頻氣氛保護(hù)熱壓燒結(jié)爐設(shè)計(jì)性能優(yōu)越，適于單一規(guī)格鋸片的大批量生產(chǎn)，但對于多品種的適應(yīng)性差，爐溫分布有待進(jìn)一步完善；?

(4)SF500、ZBRY-2型燒結(jié)爐經(jīng)過完善后，是一種有發(fā)展前途的燒結(jié)設(shè)備。

6．金剛石繩鋸生產(chǎn)中采用熱等靜壓與高溫釬焊工藝

近十年來，金剛石繩鋸在采石與建筑工程中得到了創(chuàng)造性的應(yīng)用，使金剛石繩鋸從采石場到石材加工廠，從大塊切割到修整成形，從板材切割到異形制品的加工以及建筑工程中多種應(yīng)用，在世界范圍的石材切割中占有10%的份額，并且還有不斷增長的趨勢。在發(fā)展進(jìn)程中有幾個(gè)主要特點(diǎn)：?
(1)串珠生產(chǎn)方法由電鍍單層與雙層金屬金剛石串珠，到熱壓燒結(jié)及高溫釬焊串珠，使繩鋸應(yīng)用范圍由大理石擴(kuò)大到花崗巖與混凝土。

(2)繩鋸直徑由10～12mm減小到6～8mm，提高了加割效率，降低了材料消耗。

(3)CNC控制的繩鋸機(jī)的發(fā)展，使多繩鋸成為可能，從而使繩鋸機(jī)進(jìn)入板材廠，可有效切割板材與異形制品，可取代框架鋸與橋式板材鋸機(jī)。?

(4)將熱等靜壓工藝用于串珠生產(chǎn)，提高串珠的密度、硬度、強(qiáng)度與使用壽命。?

熱等靜壓(HIP)是將燒結(jié)好的制品，置于熱等靜壓機(jī)中，以惰性氣體Ar(氬氣)為傳壓介質(zhì)，溫度升至1320～1400℃，氣體受熱膨脹產(chǎn)生80～150MPa壓力，將串珠置于玻璃包套中處理一定時(shí)間即可。?

熱等靜壓可降低制品中的孔隙度，提高密度、強(qiáng)度、沖擊韌性及使用性能。我國北京鋼鐵研究院、中南工大粉冶所、北京有色金屬研究總院、株洲硬質(zhì)合金廠都有熱等靜壓設(shè)備。

(5)采用單層高溫釬焊金剛石串珠?

該工藝是我國臺(tái)北臺(tái)灣砂輪制造公司(KNIK Inc.)推出的專利新技術(shù)，高溫釬焊串珠中金剛石排列規(guī)則，分布合理，化學(xué)鍵合與冶金結(jié)合并存，金剛石把持力強(qiáng)、突出高。其金剛石使用量可節(jié)省一半，鋸切速度為普通鋸片的2～4倍，切割壽命相當(dāng)，鋸片成本下降。
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7．積極發(fā)展高檔激光焊接專用鋸片

激光焊接鋸片由于具有很多優(yōu)點(diǎn)，在美國和歐洲不斷獲得發(fā)展，到目前已有15年的歷史，全世界金剛石工具行業(yè)已有300條激光鋸片生產(chǎn)線，在我國已超過20條。因此發(fā)揮現(xiàn)有設(shè)備的生產(chǎn)能力，研制高檔激光焊接專用鋸片，占領(lǐng)國際市場是我們的發(fā)展目標(biāo)。
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(1)激光發(fā)生器不斷完善與更新?lián)Q代。國外已由橫流式、快速軸流式發(fā)展到第三代板塊式。功率達(dá)2～2.5kW,我國研制出氣體橫向流動(dòng)、縱向約束放電激勵(lì)、多折激光諧振腔、低吸收光學(xué)元件激光發(fā)生器。它們的特點(diǎn)是：功率大，耗氣量少，運(yùn)行成本低，維修工作量少，工作可靠，光束質(zhì)量好，光斑小，焊接質(zhì)量提高。
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(2)鋸片基體與刀頭固定方式由手動(dòng)改為全自動(dòng)，精度高，工作可靠。美國、意大利、德國、韓國與我國都有不同固定方式，其中有手動(dòng)夾具、磁力夾具、氣動(dòng)夾具、滾壓夾具等。

(3)不用焊料，但必須采用合理過渡層配方，使其性能與工作層及基體相匹配，提高焊接強(qiáng)度、焊透性，減少氣孔與裂紋。?

(4)研制合理的工作層配方。一般Fe基、Co基、Ni基胎體易焊接，對含Cu、Sn、W、Wc、Pb過多的胎體難以焊接。?

(5)為適應(yīng)瀝青、養(yǎng)護(hù)混凝土加工的需要，研制斜齒、高低齒、刀形齒、硬質(zhì)合金加強(qiáng)齒。

(6)重視激光鋸片刀頭燒結(jié)工藝的研究，選擇合理的燒結(jié)溫度、壓力與時(shí)間，控制好燒結(jié)氣氛與溫度，是保證激光焊接質(zhì)量的重要因素。?

(7)選擇合理的焊接工藝參數(shù)，控制好焊接功率、角度、速度、偏移量、深寬比，保證焊接質(zhì)量與強(qiáng)度.