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              全面的金剛石刀鋸基礎知識

                金剛石工具定義:金剛石工具是指以人造金剛石為切磨材料,借助于結合劑或其它輔助材料制成的具有一定形狀,用于加工石材、陶瓷、玻璃、混凝土等非金屬硬脆材料的系列工具。
                1金剛石
                金剛石俗稱“金剛鉆”。也就是我們常說的鉆石,它是一種由純碳組成的礦物。金剛石是自然界中最堅硬的物質,因此也就具有了許多重要的工業用途,如精細研磨材料、高硬切割工具、各類鉆頭、拉絲模。金剛石還被作為很多精密儀器的部件。
                1.1金剛石的成份
                早在公元1世紀的文獻中就有了關于金剛石的記載,然而,在其后的1600多年中,人們始終不知道金剛石的成分是什么。
                直到18世紀的70至90年代,才有法國化學家拉瓦錫(1743~1794)等人進行的在氧氣中燃燒金剛石的實驗,結果發現得到的是二氧化碳氣體。證明了組成金剛石的材料是碳。
                1.2金剛石和石墨的區別
                石墨和金剛石都屬于碳單質,但金剛石和石墨不是同種物質,它們是由相同元素構成的同素異型體.所不同的是物理結構特征。二者的化學式都是c,石墨原子間構成正六邊形是平面結構,呈片狀。金剛石原子間是立體的正四面體結構,呈金字塔形結構。正是這種致密的結構,使得金剛石具有最大的硬度。換句話說,金剛石是碳原子被擠壓而形成的一種礦物。
                1.3金剛石的硬度
                金剛石的硬度一般用莫氏硬度來表示,其硬度值為10。顯微硬度10000kg/mm2,顯微硬度比石英高1000倍,比剛玉高150倍。
                依照莫氏硬度標準(Mohshardnessscale)共分10級,鉆石(金剛石)為最高級第10級;如小刀其硬度約為5.5、銅幣約為3.5至4、指甲約為2至3、玻璃硬度為6。
                1.4工業金剛石
                金剛石由其生成方式分為天然金剛石和人工合成金剛石,用于金剛石工具制作的一般是人工合成金剛石。也稱作工業金剛石。
                其密度為3.52g/cm3,其質量單位一般情況用“克拉”表示,1克拉=0.2克。
                人造金剛石的粒度(顆粒大?。┮话阌?ldquo;目”表示。人造金剛石常見粒度為25/30、30/40、40/45、45/50、50/60、60/70……
                2粉料
                金剛石工具的原材料,除金剛石之外,其它主要為粉末,這些粉末可以是金屬、非金屬,也可以是合金、化合物。金剛石工具采用的粉末,不僅僅對化學成分有一定的要求,而且對粉末顆粒的大小、形狀、松裝比重、壓制性、燒結性等也有不同的要求,這取決于金剛石工具的用途、品種、生產工藝等因素。
                常見的金屬粉料及特點
               ?。╝)銅粉:電解法制取,顆粒形態為樹枝狀,玫瑰紅色,氧化后顏色發暗,嚴重時變成黑色粉末。
                作為結合劑材料,銅粉的主要優點有:電解銅粉成型性好,廣泛用于冷壓成型后燒結;純銅對碳化物和骨架材料的相容性很好,如W、WC;銅可與Sn、Zn、Mn、Ni、Ti等制成性能優異的合金,價格遠低于鈷粉。
               ?。╞)鐵粉:有還原鐵粉、電解鐵粉和羰基鐵粉,顧名思義還原鐵粉用還原法制取,電解鐵粉電解法制取,羰基鐵粉通過熱離解羰基化合物制取。作為結合劑材料,鐵粉的優點有:價格低,與金剛石有好的潤濕性;與骨架材料(WC)的相容性很好;一定溫度燒結時鐵對金剛石的輕度刻蝕并不損失金剛石的強度,反而會提高金剛石在胎體中的把持力??涛g作用實質是金剛石中的碳原子溶入鐵中并向其中擴散的過程,金剛石未發生結構及強度變化。
               ?。╟)鈷粉:不規則海綿狀,還原法制取,作為粘結劑,其綜合性能最好。是一種優異的粘結劑材料,國外發達國家用的較多,其主要優點有:優良的成型性和可燒結性;可使胎體的抗彎強度提高;和金剛石的粘結力大,潤濕性好;胎體的韌性好、自銳性好。由于價格昂貴,國內以鐵代鈷的研究很多,選擇合適的粉末、合理的燒結工藝可獲得鈷基粘結劑相似的性能。
                鈷的缺點是:價格昂貴;松裝密度太小,易造成投料困難。另外使壓制磨具設計寬度和高度變大,手裝料熱壓模具高度加大,從而使模具成本提高。
               ?。╠)鎳粉:不規則樹枝狀,電解法制取。優點:適于制作重載荷下作用的工具,具有出色的強韌性;可以減少鐵銅基胎體的燒結損失(銅鎳無限互溶);鎳與鐵、鈷搭配可以得到另人滿意的綜合性能,如小的變形和適度耐磨性。接近或達到鈷基胎體的性能。
               ?。╡)錫粉:顆粒呈滴狀,灰白色粉末,易氧化,氧化后呈黃色,霧化法制取。錫粉在粘結劑中的作用是:改善胎體的可燒結性(降低熔點);易形成金屬間化合物,可以改善磨損性能和變形性;適宜添加到壓制成型胎體中,燒結熔化后的毛細現象使胎體收縮,從而增加胎體的致密性;降低液態合金的表面張力,改善合金對金剛石的潤濕性。其缺點是:加入量太多,易造成流失。
               ?。╢)鎢粉:青黑色,微米級粉末,還原法制取,鎢與銅、鐵、鈷、鎳都有較好的相容性;燒結時在金剛石表面生成WC,但金剛石表面不發生石墨化;增加胎體的耐磨性,減少變形;作為骨架材料,耐磨性不如WC,但可使胎體的韌性增加。不足是燒結坯的空隙度較大,要提高燒結的密度必須提高溫度和壓力
               ?。╣)碳化鎢:黑色,無機械夾雜物,多孔海綿狀,還原法制取。須化驗雜質硫含量,硫易導致燒結斷面發黑(燒結時生成硫化物),大大降低刀頭的強度。鎢和碳化鎢主要作為骨架材料加入胎體中,以提高胎體的耐磨性,含量過高易使胎體的脆性加大。
                3金剛石工具
                金剛石工具是金剛石顆粒與金屬、樹脂等結合劑混合按一定工藝而成的一種特殊的復合材料。由于建材工業的發展,對金剛石工具的使用也越來越廣泛,這也使對工具的生產從經濟和性能上都有很高的要求。而提高金剛石工具性能的關鍵是制品的耐磨,同時保持鋒利性。

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