http://whghdr168.com/pku-yy_Product_2062958774.html

特點：

具有共價鍵結構的金剛石與一般的金屬之間有很高的界面能，難以焊接，而一般的機械鑲嵌、物理吸附沒有足夠把持力。自20世紀90年代初以來，國外及我國臺灣地區先后研究采用高溫釬焊工藝開發新一代金剛石工具，利用活性金屬元素（如 Ti 、 Cr 、 Mo 、 W等）在金屬釬料與超硬磨粒界面處形成化學冶金結合，大大提高了結合劑對金剛石磨粒的把持強度，使砂輪使用壽命顯著提高。

難點：

但釬焊金剛石工具仍存在金剛石易石墨化、金剛石釬焊界面脆性金屬間化合物影響釬焊強度、釬焊接頭殘余應力集中等釬焊質量問題。 同時，由于高效精密制造技術的發展，對金剛石磨粒釬焊技術又提出了釬料能夠根據磨粒磨損狀態智能地控制金剛石脫落、釬料與金剛石之間磨損率匹配、提高釬焊接頭散熱性能和增大容屑空間等新要求。

評價方法：

主要從金剛石釬焊微觀形貌特征、釬焊金剛石刀具摩擦磨損性能、金剛石釬焊強度、金剛石釬焊接頭殘余應力等方面來評判金剛石釬焊質量。

1. 微觀形貌特征：金剛石表面形貌和釬料形貌，以及金剛石、釬料和基體三者之間的界面

化合物形貌等。其中，金剛石表面形貌可以反映出其熱損傷或石墨化程度，釬料形貌可以反應出釬料對金剛石的潤濕鋪展程度，金剛石、釬料和基體三者之間的界面化合物形貌可以反應出三者之間的化學冶金反應狀態。

2. 摩擦磨損性能：在磨粒磨削加工過程中，磨粒承受來自工件的沖擊作用和接觸產生的

熱載荷。倘若釬焊接頭強度不足把持住高負荷加工狀態的磨粒，磨粒將產生非正常脫離。根據此原理，開展金剛石磨粒摩擦磨損試驗，其結果可以用來評判釬焊性能。

3. 強度：釬焊強度是高性能釬焊接頭的重要直接評判標準，根據受力方向分為抗拉伸強度和抗剪切強度,抗拉伸強度雖然能直接反映材料界面上結合鍵的強弱，但抗剪切強度更符合磨粒磨削加工過程中受力狀態。

4. 殘余應力：殘余應力是影響金剛石釬焊接頭性能的重要因素，殘余應力過大將導致釬焊

接頭萌生裂紋，導致磨粒在加工過程中產生不正常脫落或磨損。

影響因素：

釬料粉末、鍍覆金剛石類型、釬焊工藝參數（包括釬焊溫度、保溫時間、釬焊氣氛等）釬料：

（1） 熔點：熔點不能高于金剛石石墨化溫度，也不能過低，若熔點太低，則在磨削過程

中，可能因為較高的磨削溫度導致釬料軟化，造成磨粒過早脫落。目前， Ni-Cr釬料應用*廣泛，但其釬焊溫度較高（ 900℃ 以上）， 金剛石有石墨化的傾向，影響釬焊金剛石的強度和工具壽命。

（常用釬料為鎳基合金→釬焊溫度太高使金剛石石墨化→通入磷蒸汽降低鎳基合金熔點→含磷的釬焊把持力不夠→用鍍Ti、Cr金剛石改善結合強度）

（2）潤濕性：釬料對金剛石具有良好的浸潤、擴散作用。較好的浸潤、擴散作用可以保證釬料與金剛石磨粒之間形成牢固的化學冶金結合，提高釬焊強度。張鳳林等通過在釬料合金中添加 Cr 、Ti 金屬粉，改善了釬料合金對金剛石的潤濕性能。

（3）穩定性：釬料應具有穩定、均勻的成分，以減少釬焊過程中的偏析現象和易揮發元素的損耗。

（4）強度：釬料具有一定的強度和硬度。在磨削過程中，如果釬料強度和硬度不夠，那么將導致自身快速磨損，失去對磨粒把持能力。Khalid 等通過分析金剛石、釬料和基體三者之間的界面，發現Ti 元素的加入也使釬料本身的強度增大，耐磨性增大，但是Ti含量過多，會導致合金熔點升高，以及金屬化合物增多，釬焊接頭脆性增大。

（5）殘余應力：避免由于物理性能的不匹配導致金剛石與釬料截面處產生較大的殘余應力。

金剛石鍍膜:

金剛石鍍膜是指在金剛石表面鍍覆一層親和性金屬， 并且使鍍層與金剛石之間發生牢固的化學鍵合，降低金剛石的表面能，使之易于被金屬結合劑所浸潤，改善金剛石表面的可焊性，實現金剛石與金屬之間的強力冶金結合。馬伯江等通過使用表面鍍覆了一層非晶態碳膜的金剛石顆粒進行釬焊實驗，發現浸沒在釬料層下面的金剛石表面生成了形核質點分布較均勻的鉻碳化合物，釬料對金剛石具有良好的釬焊效果。鄧朝暉等利用 Cu-10Sn-5Ti 釬料粉末在鋼基體上真空釬焊鍍 Ti 金剛石，發現金剛石由于鍍 Ti 層的保護隔離作用，大大降低了熱損傷和石墨化，且金剛石的晶型完整。

釬焊工藝參數：

雖然按金剛石釬焊過程加熱不同，釬焊工藝可分為高溫爐中釬焊，高頻感應釬焊， 激光燒結釬焊等，但是不論那種釬焊工藝，對金剛石釬焊性能的影響都主要通過釬焊溫度、保溫時間、釬焊氛圍等釬焊工藝參數來實現。

釬焊溫度以及保溫時間：

釬料的熔化填充，以及熔化的釬料與金剛石表面的化學冶金反應的過程都離不開釬焊溫度大小和保溫時間作用。向孫祖等認為釬焊溫度對釬焊接頭質量和磨粒分布均勻性，以及釬料在磨粒表面的爬升高度產生重要影響。徐正亞等研究了不同保溫時間的釬焊金剛石試樣磨削性能，得出了如果缺乏保溫階段，界面反應產物的量很少，只在金剛石磨粒的局部有少量的化合物生成，磨粒易脫落。

釬焊氣氛：

由于金剛石在高溫下易氧化和石墨化，金剛石的釬焊工藝一般是在真空或保護氣氛下進行的，但不同的釬焊氣氛對金剛石釬焊形貌、中間碳化物生成情況、金剛石石墨化及磨粒破損形式等的影響不同。陳燕等在真空和Ar氣兩種不同的氛圍中，進行了爐中釬焊金剛石磨粒的試驗研究，得出了不同的釬焊氣氛導致不同金剛石磨耗特性等結論。伍俏平等人利用 Cu-10Sn-5Ti 釬料粉末，在空氣、Ar氣保護和真空氣氛下分別對金剛石進行釬焊試驗，發現在 Ar 氣保護和真空釬焊時，釬料充分潤濕和鋪展，金剛石石墨化程度很小。

文章部分內容來自網絡，僅供研究參考只用，如有侵權請及時反饋，聯系作者刪除。                                                     東莞燕園半導體科技有限公司