提高我国金刚石工具质量要从工艺入手（一）

谁与争锋

　　调查结果显示，我国石材总产量、石材出口量和石材消耗量均达到世界首位：有石材加工企业2万多家，从业人员近500万，年产石料600万立方米，年产板材1.2亿平方米，年创产值超过800亿元，拥有先进生产线500多条，进出口总额超过12亿美元，成为名符其实的石材生产大国。
　　我国也是一个陶瓷生产大国，1999年各类瓷砖总产量16亿平方米(为世界总产量的33.6%)，总消耗量为13亿平方米(为世界总消耗量的30.8%)。而金刚石与金刚石工具厂家已超过1000家，1999年年产金刚石已超过7.5亿克拉，成为金刚石生产大国。金刚石锯片已能满足国内需求。有近1/3产品出口，在DIY市场形成一定竞争实力。
　　我国在上述几方面虽已跨入大国行列，但还不是强国。随着全球经济一体化，我国进入WTO，如何使我国成为生产金刚石工具的强国，这是摆在我国同行面前的一项重要课题。根据我们的实践与考察，仅就提高我国金刚石工具质量的问题，提出一些看法。?
% E6 a( q: R" ^% R  J　　1.为金刚石工具制造提供批量生产性能稳定、粗颗粒、热稳定性好的高强度金刚石
/ B' S' ~  ^2 H. y　　金刚石的品级质量、粒度和浓度对金刚石工具有决定性的作用。我国在金刚石合成方面，六面顶小吨位高强工艺已趋成熟，六面顶大吨位大腔体工艺不断完善，两面顶合成金刚石也初具规模，粉末触媒合成、碳素、叶腊石块原材料生产不断完善。因此针对我国金刚石工具制造，批量合成性能稳定、粗颗粒、热稳定性能好的高强金刚石是完全可能的。国外的金刚石公司，除推出SDA+、SDB、DSN、MBS、ISD系列外，DeBeers针对中国市场推出BKI、BK30、BK60、BK70金刚石，韩国日进公司推出六面顶合成的SDS系列金刚石，都值得我国同行借鉴。?
" o  X( Y* P/ N7 }! N" k; N　　2.采用强碳化物形成元素，提高金刚石把持力
　　提高金刚石锯片切割效率与寿命的一个关键因素是提高胎体对金刚石的把持力。胎体对金刚石有好的把持力，金刚石就不会过早脱落，并具有最大的凸出高度，切割时锋利，效率高。
　　提高金刚石把持力一般有以下三种方法：
　　(1)提高机械把持力。这是由于金属粉末在烧结时产生收缩，形成压缩应力把持住金刚石。压缩应力的产生是由于金刚石与胎体金属热膨胀系数不同，由于烧结时或晶体形成与长大引起体积变化所致。由于胎体屈服强度有限，故产生的压缩应力与机械把持力有限。
　　(2)粉末中添加少量强碳化物形成元素如Cr、W、Mo等，由于其对金刚石润湿性与亲和力较好，烧结时在金刚石与胎体金属界面上形成碳化物，实现对金刚石的次金结合，有利于把持力的加强与提高。
5 l5 a; H1 \1 o; ?1 M% L$ S( O　　(3)金刚石表面镀覆一层强碳化物形成金属元素如Cr、Ni、Ti、W等。这是近几年来采用较多的工艺措施。为此燕山大学专门研制生产了三种型号的真空微蒸发镀钛设备。?
; Q- M% G7 r( c; `8 L　　根据国内外的实验研究与使用表明，金刚石镀覆技术最为有效的使用条件与范围是：
　　①适用于高品级金刚石，效果更为明显；
　　②在纯钻胎体中对把持力的提高次序是：镀Cr＞镀Ti＞未镀覆金刚石。
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