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钎焊超硬磨料工具的研究进展
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台湾大学采用Cu-15Ti-10Sn合金钎料，比较了真空炉中钎焊方法（钎焊温度925℃、保温5min）和激光钎焊方法（钎焊时间10秒）对金刚石界面微观结构的影响。在真空炉中钎焊条件下，金刚石表面形成一层连续的过渡层（TiC薄膜）；而在激光钎焊条件下，金刚石表面形成的是一层不连续的过渡层。
上述研究表明，不同的钎料合金（包括钎料的成分、含量、状态等）、钎焊方法和钎焊工艺参数直接影响到钎料与基体及金刚石之间的相互作用、生成物的形态以及结合界面的微观结构，从而影响结合强度以及钎焊工具的质量和性能。
3 钎焊CBN工具的研究现状
金刚石工具只适合加工非铁族金属，而CBN工具则适合高效磨削铁族金属，二者在适用加工对象上具有互补性。但CBN的化学稳定性极高，对其进行钎焊比金刚石钎焊更加困难。目前，国内外文献资料中关于CBN钎焊研究的报道相对于金刚石钎焊要少得多。
国外有关CBN钎焊的试验研究始于20世纪90年代初，钎焊工艺通常是：首先用化学气相沉积法（CVD）在CBN磨料表面预先沉积一层TiC薄膜，沉积温度1000℃，沉积时间90min；然后采用Ni-Cr合金在1040℃下进行真空感应钎焊，Ni-Cr合金钎料能有效浸润镀膜CBN磨粒，从而将镀膜CBN成功焊接在基体上。另外，采用不含Cr的镍基钎料（如Ni-P合金：Ni90%，P10%）同样也能良好地浸润镀膜CBN磨粒。
近年来，国内南京航空航天大学也在进行CBN钎焊的研究，并取得了一些进展。采用的工艺是：以Ag-Cu-Ti合金为钎料（主要成分为：67%Ag，20%Cu，12%Ti），在真空电阻炉中加热至钎焊温度（1000℃）并保温适宜时间再随炉冷却至室温，取得了成功。用扫描电镜、X射线能谱仪及X射线衍射仪对CBN与钎料结合界面微观组织进行观察和分析，发现合金钎料中的元素Ti向CBN表面扩散富集，生成了针状TiB2和TiN，在CBN磨粒与钎料界面形成化学冶金结合，这是CBN与Ag-Cu-Ti钎料间有良好浸润性和高结合强度的主要原因。后续的磨削对比试验表明，钎焊CBN砂轮比电镀CBN砂轮具有更高的磨粒把持强度。在相同磨削条件下，单层钎焊CBN砂轮的磨削温度比电镀CBN砂轮明显降低，特别在大切深条件下其降温效果更为显著。因此，钎焊砂轮在降低磨削温度、提高磨料结合强度、延长砂轮使用寿命等方面比电镀砂轮具有明显优势。
4 超硬磨料的优化排布问题
为了更充分地发挥钎焊超硬磨料工具的优越性，提高工具的加工性能和加工效果，工具表面磨粒的排布和三维形貌设计是一个重要因素。磨料的择优有序排布能够有效改善工具的加工性能。例如，在金刚石锯片加工四川红花岗石板（莫氏硬度7～8，厚度20mm）的性能对比试验中，经过磨料择优排布的高温单层钎焊金刚石锯片的寿命分别为未经优化的单层高温钎焊金刚石锯片和多层烧结金刚石锯片的120%和81.7%，加工效率则分别为1.5倍和4.9倍。我国台湾的中国砂轮公司推出的单层均布金刚石高温钎焊串珠，在不降低工具寿命的前提下，可使金刚石用量减少一半，切割速度增加两倍。据称，如果单层钎焊技术能够应用于石材加工工具，将是金刚石加工工具设计的一次革命，其结果不仅是生产效率的大幅度提高，并且可使加工成本大幅度降低。
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