金剛石刀具是金剛石材質(zhì)刀具是統(tǒng)稱(chēng),具有極高的硬度及耐磨度,應(yīng)用廣泛。因此金剛石刀具有很多不同的類(lèi)型,性能差異顯著,最關(guān)鍵的一點(diǎn)就是金剛石表面的涂層,涂層可以保證在切割或者在工作的時(shí)候免受一些堅(jiān)硬物體對(duì)金剛石的破壞和磨損,涂層一旦被破壞直接會(huì)影響到金剛石刀具的使用壽命,界面化學(xué)特性被確定為是影響金剛石涂層粘附性能的重要因素。
不同類(lèi)型的金剛石刀具結(jié)構(gòu)、制作方法和應(yīng)用領(lǐng)域有較大區(qū)別,通過(guò)選擇兼容性好的硬質(zhì)合金化學(xué)特性、采用適當(dāng)?shù)念A(yù)處理技術(shù)和合理的沉積反應(yīng)條件,就有可能減輕或消除金剛石涂層的剝落,穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的磨損模式。在顯微鏡下觀察正常磨損的金剛石涂層刀具,可以發(fā)現(xiàn),金剛石被穩(wěn)定磨損直至硬質(zhì)合金基體,而沒(méi)有發(fā)生崩刃或剝落。
由于金剛石與一般金屬及其合金之間具有很高的界面能,與金屬及其合金的浸潤(rùn)性很差,高溫時(shí)容易石墨化,致使金剛石焊接性很差。各種材質(zhì)的焊接方法也是不同的,因?yàn)椴馁|(zhì)分軟硬的嘛,耗的時(shí)間長(zhǎng)短自然是不同的。
金剛石刀具焊接是一種連接金屬或熱塑性塑料的制造或雕塑過(guò)程。焊接過(guò)程中,工件和焊料熔化形成熔融區(qū)域,熔池冷卻凝固后便形成材料之間的連接。焊接是通過(guò)加熱、加壓,或兩者并用,使兩工件產(chǎn)生原子間結(jié)合的加工工藝和聯(lián)接方式。焊接應(yīng)用廣泛,既可用于金屬,也可用于非金屬。
金剛石與金屬連接的主要困難在于:一是焊接溫度受到金剛石石墨化轉(zhuǎn)變溫度的限制,難以實(shí)現(xiàn)真正意義上的化學(xué)冶金結(jié)合,焊接接頭強(qiáng)度很低;二是大多數(shù)低碳鋼基體材料或者胎體材料對(duì)金剛石難以浸潤(rùn)或者不能浸潤(rùn),焊接后基體對(duì)金剛石的把握能力非常差,造成制品在使用過(guò)程中金剛石脫離,不能充分發(fā)揮金剛石的優(yōu)良性能;三是金剛石的線膨脹系數(shù)低于大多數(shù)金屬材料或者合金,焊接時(shí)容易出現(xiàn)裂紋。
因此,傳統(tǒng)的金剛石工具的制造一般都是采用化學(xué)鍍或者低溫釬焊的方法,沒(méi)有實(shí)現(xiàn)金剛石與基體的冶金結(jié)合,焊接強(qiáng)度較低,使用性能差,對(duì)金剛石的利用程度也非常低。只有綜合解決好以上這三方面的焊接難點(diǎn),才能真正發(fā)揮金剛石的高性能。
但是由于金剛石在高溫下極容易石墨化,故在焊接時(shí)采用在低碳鋼基體上噴焊一層低熔點(diǎn)的胎體材料,其性能要求為:
(1)能與金剛石金屬化表面合金形成低熔點(diǎn)的共晶體,以降低金剛石的焊接溫度,避免石墨化;
(2)能與低碳鋼基體有良好的焊接性;
(3)有較高的硬度,能有效地支撐金剛石;
(4)與金剛石金屬化后的過(guò)渡層TiC層及低碳鋼基體的膨脹系數(shù)差異較小,以減少焊接應(yīng)力,避免焊接裂紋。
為達(dá)到上述四個(gè)方面的要求,胎體合金可以以鎳、鈷為主要成分,再加入適量的鈦、微量的稀土及少量的硼、硅等,稀土、硼、硅等在降低合金熔點(diǎn)的同時(shí)能提高合金流動(dòng)性與浸潤(rùn)性。
以上是關(guān)于金剛石刀具怎么焊接的相關(guān)內(nèi)容,需要注意的是為了減少基體在正常焊接過(guò)程中的變形,提高基體的使用壽命,請(qǐng)采用隔齒焊接或?qū)呛附庸に?。希望以上?nèi)容對(duì)讀者有幫助。