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結合劑對鋸片使用性能的影響

關鍵詞 結合劑|2006-11-07 00:00:00|技術信息|來源 中國超硬材料網
摘要 5.2結合劑中添加成份的影響這里所說的添加成份是與合金中的主成份相對而言的,是泛指除主成份之外的其它組元。滲加成份一般用量較少,但也不盡然,有些滲加成分用量可能相當高。例如銅,在C...

  5.2 結合劑中添加成份的影響
  這里所說的添加成份是與合金中的主成份相對而言的,是泛指除主成份之外的其它組元。滲加成份一般用量較少,但也不盡然,有些滲加成分用量可能相當高。例如銅,在Co基、Fe基、WC基結合劑中,滲加成分用量都相當高,含量常常僅次于主成分而居于第二位,因而這三類結合劑其實也可以分別稱為Co-Cu基、Fe-Cu基、WC-Cu基結合劑。
  滲加成分按其在結合劑中所起作用可以大致劃分為以下幾類。
  5.2.1 粘結成分
  主要是指Cu、Sn、Zn等熔點低、硬度低的金屬。這些金屬在燒結過程中較早熔融,成為液相,使結合劑具有液相燒結的一切特征,在較低的溫度下發生位移、擴散、致密化、合金化等一系列燒結過程中的物理化學變化,從而得到我們希望的燒結體。因而,粘結金屬起著必不可少的重要作用。例如Sn、Zn,雖用量很少,但作用不可低估,它們的成份和用量即使只有2%-5%的變化,也會對燒結工藝條件(溫度、壓力、時間)和燒結體性能(密度、硬度、韌度)產生顯著的影響。
  5.2.2 骨架成分
  這是指結合劑中硬度高、熔點高的添加成分。它可以提高結合劑的硬度和耐磨性。在Cu基、Co基、Fe基等非鎢基結合劑中,W、WC、W2C就是骨架金屬。
  在Cu基結合劑中,Fe、Co、Ni也起骨架金屬的作用。通過調節這些成分,可以調整產品性能和適用范圍。
  5.2.3 強化成分
  這主要是指只要少量添加即可顯著提高合金強度的那些金屬元素,例如Mo、Be以及Ce等稀土元素。在Cu基結合劑中加入1.5%左右Be,可以提高強度和硬度3 5倍。同時,塑性顯著降低,這意味結合劑的自銳性亦即鋸片的鋒利性將顯著提高。
  5.2.4 親和成分
  這是指能夠增強結合劑對金剛石化學親和力的成份。對金剛石能夠產生化學親和力的金屬有兩類。一類是Fe、Co、Ni等Ⅷ族過渡金屬,它們在高溫下是碳的溶劑,能夠溶解金剛石,但不能與之生成穩定的化合物。另一類是Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W等周期表中的ⅣB、ⅤB、VIB族金屬,它們對金剛石有更強的親和力,能夠在高溫下與之生成穩定化合物,因此有人稱之為碳化物形成元素。
  這兩類金屬的作用不僅在于它們本身對金剛石的親和作用,還有另外一個作用--它們的加入可能改善結合劑金屬整體對金剛石的親和性能,提高對金剛石的浸潤性,增強結合劑對金剛石溶劑化作用。
  5.3 結合劑機械性能的影響
  作為鋸片的金屬結合劑,其機械性能要符合鋸片的使用要求。鋸片要求既要耐用,又要鋒利,結合劑既要求有足夠高的硬度和強度,又要求有足夠的脆性,以便在鋸切過程中適時磨損,保持金剛石有足夠的出刃高度,從而保持鋸片自銳性(自礪性)。
  因此,對鋸片的結合劑而言,其機械性能指標與普通的金屬材料有所不同,并非強度和硬度越高越好,而是要適當;韌性更不允許太高,而是要有一定脆性。有人對此提出不同于通常強化金屬材料要求的所謂"弱化"的概念。但應注意,并非越"弱"越好,而是強度、硬度、脆性都要適當。而且,對于不同用途、不同種類的鋸片,這些指標各不相同,要求有各自適當的范圍。一般的規律是,加工堅硬的可鋸性差的石材,要求硬度、強度、韌性高一些;而對于加工可鋸性好的軟質石材而言,則這些機械性能指標相應宜低一些。生產實踐中,普遍使用銅基結合劑加工大理石及軟花崗石,使用WC基結合劑加工硬花崗石,使用Co基結合劑加工中等硬度石材。順便指出,那種加工硬石材宜用軟結合劑而加工軟石材宜用硬結合劑的說法,似手缺乏足夠的理論根據,也不符合生產實際。
  從原材料的角度講,為了保證結合劑的機械性能,不僅要確定適當的成份配比,還要注意各種金屬粉末的粒度、表面狀況(氧化程度等)、加入形式(單金屬粉末,預合金粉末等)。粒度不可過粗,主成分應細于200目,添加成分一般應細于300目,Ti、Cr等少量添加成分粒度應更細一些。否則,在結合劑中的分散程度不夠,盡管加入量達到了配方要求,實際上也起不到應有的作用。
 

 

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