荥阳市光明金刚石实业有限公司

超硬材料代表国家的科技发展水平

高纯大单晶金刚石也可以制作用于动力压缩试验的高强度光学窗、非常环境中某些装置的窗孔及研究核聚变能源的构件等等。世界发达国家无不把包括人造金刚石在内的超硬材料及制品作为发展重点，超硬材料及制品的研究与应用水平在某种程度上代表着一个国家的科技发展水平。

齿轮干切加工则是另外一回事人造金刚石磨刀器。由于环保要求及处理冷却废液的费用很高，欧洲、美国和日本的用户在选择时一般会考虑干切滚齿；而在中国、印度等发展中国家，控制污染虽然也是一个迫切的要求，但需要时间。一旦社会对污染问题的控制日益严格后，齿轮干切加工也将会迅速发展起来。

机械制造业依赖科学知识

随着机械制造业由机械化向自动化发展，可以预料，机械制造业将越来越密切地依赖知识，依靠科学。气孔在磨削时对磨屑起容屑和排屑作用精选人造金刚石，并可容纳冷却液，有助于磨削热量的散逸。为满足某些特殊加工要求，气孔内还可以浸渍某些填充剂，如和石蜡等，以改善磨具的使用性能。这种填充剂，也被称为磨具的第四要素。

金刚石工具

金刚石工具是在预先加工成型且形状各异的金属基体表面人造金刚石微粉,用复合电镀的方法镶嵌一层(表镶)或多层(孕镶)金刚石颗粒而制成,如金刚石磨具和钻具。在生产现场将复合镀层中的基质金属称作胎体,的为Ni、Ni-Co、Ni-Fe和Ni-Mn合金以及近年来引起重视的Ni-Co-Mn合金。

胎体各具特性,在制造复合电镀金刚石工具时对复合镀层的硬度、平整性、金刚石与基质金属间的结合力及使用寿命有很高的要求,一般多采用w(Co)为30%以下的Ni-Co合金做基质金属。

不同工具加工石材的对比

根据用户在加工石材作对比表明:在Ni-Co合金镀液中镀出的MBD6品级试件钻削工具使用率较MBD8品级试件钻削工具低近20%,而在后者钻削的磨屑中可见脱落的金刚石颗粒,工具上有凹陷部位。

在Ni-Co-Mn合金镀液中镀出的MBD6品级试件钻削工具使用率与在Ni-Co镀液中镀出的MBD6品级的试件接近,但随钻削的进行钻削速度变缓,金刚石刃口被磨平,MBD8品级试件钻削使用率较MBD6试件高30%以上,无金刚石脱落现象。由此可以认为Ni-Co-Mn合金胎体硬度高于Ni-Co合金胎体,对金刚石的包覆能力及工具使用寿命满足了用户的要求。

复合电镀金刚石工具

复合电镀金刚石工具常用基体材料一般是普通碳钢、65Mn钢和不锈钢,其表面的物理机械性能往往是不均匀的,为了保证镶嵌在胎体内的金刚石颗粒在磨削压力作用下不致因受力不均刺插到基体表层引起整个复合镀层爆裂,使部分金刚石颗粒从复合镀层中脱落,所以在上砂前必须在基体上预镀一薄镀层。

依据待镶金刚石颗粒平均粒径,选择相应的预镀层厚度,如d平均为49μm的金刚石,预镀层厚度为3~5μm,d平均为196μm的金刚石预镀层厚度以10~15μm为宜。预镀的前处理视基体材质的不同工艺操作要求亦不一样,在此不做赘述。需强调的是基体表面完全活化后带电入槽预镀是提高镀层结合力的保证。

金刚石工具的耐磨性与使用寿命

金刚石工具的耐磨性与使用寿命已达到加工硬质石材的要求，得到用户认可，胎体内w(Co)从22%下降为4.5%，节省了80%的CoSO4·7H2O。

镀液成分较Ni-Co合金镀液略为复杂。光亮剂及稀土添加剂对维持镀液整平性，提高对金刚石包覆能力及辅助提高胎体硬度起着很大的作用。

实践表明：只要按正常维护镀液方法管理，镀液工作是稳定的。解决胎体因Mn而导致的延展性变劣可加入适当添加剂改善，这是实现Ni-Co-Mn三元合金基质金属用于复合镀的不可或缺前提。目前虽已投入正式生产,但还有待时间的验证，以发现新问题及寻求更进一步提高胎体延展性和使用寿命的途径，不断扩大使用范围。