在金刚石工具中，用于切割花岗岩的
金刚石大刀头胎体设计需要综合考虑
合金粉末和
超细铁粉材料性能、工况条件及工艺适配性。
世佳微尔的客户近期问到了这个问题，以下是关键设计因素及其详细解析：
1. 胎体材料与合金体系选择
(1) 基体材料
选择铁基
合金粉末：
相比钴基合金体系，铁基成本低且环保，同时通过合金化（如添加Cu、Ni、Sn、Zn以及部分稀有元素）可达到相近性能。
2. 胎体硬度与韧性平衡
硬度要求：
花岗岩硬度高（莫氏硬度6-7），胎体硬度需达到HRB 85-100，以保证对金刚石的支撑。
过高硬度的风险：胎体过脆易导致金刚石颗粒提前脱落，切割效率下降。
韧性优化：
添加Cu、Sn等延展性元素。
控制烧结冷却速率（如梯度冷却），避免残余应力集中。
3. 金刚石与胎体的界面结合设计
(1) 界面结合机制
机械锚固：通过
超细铁粉（D50≤20μm）形成致密胎体，包裹金刚石颗粒。
化学键合：添加活性元素（如Ti、Cr），与金刚石表面发生反应生成碳化物（如TiC、Cr₃C₂）。
热膨胀匹配：调整胎体成分（如Fe-Cu-Ni），使其热膨胀系数接近金刚石（1×10⁻⁶/℃）。
(2) 金刚石参数匹配
粒度 30/40-50/60目 粗颗粒（30/40目）用于快速开刃，细颗粒（50/60目）提升切割面平整度
浓度 25-35%（体积分数） 浓度过低导致切割效率下降，过高增加成本且易引发胎体脆化
强度≥130N（TI值） 适应花岗岩的高磨蚀性，避免金刚石破碎失效
4. 烧结工艺参数优化
(1) 烧结温度与时间
温度范围：800-950℃，需低于金刚石石墨化临界温度（>1000℃）。
保温时间：5-15分钟，过长易导致金刚石氧化，过短则胎体致密化不足。
(2) 烧结气氛控制
还原性气氛（如H₂、N₂-H₂混合气）：防止铁基合金粉末氧化，维持胎体成分稳定。
真空烧结：适用于高活性合金（如含Ti体系），避免杂质气体干扰界面反应。
总结
设计切花岗岩的
金刚石大刀头胎体需围绕以下核心展开（铁基合金粉末以及
超细铁粉为主）：
1. 材料体系：以铁基
合金粉为主，通过Cu、Cr、Mo等元素优化机械性能；
2. 界面工程：强化金刚石-胎体结合（机械+化学）；
3. 工艺适配：控制烧结温度与气氛，平衡致密化与金刚石保护；
4. 工况响应：根据花岗岩成分（石英/长石比例）和切割方式（干/湿）动态调整配方。
最终目标是在高磨蚀、高冲击环境下，实现胎体耐磨性、金刚石利用率与工具寿命的协同提升。
