本期文章世佳微尔和大家聊聊关于预合金粉在金刚石工具应用中的发展。目前国内的烧结金刚石工具市场,普遍都采用预合金粉来作为胎体材料之一。那么你知道它的发展史吗?
在上个世纪随着金刚石工具行业的不断发展,加工企业对金刚石工具性能的要求日益提高,同时工具制造企业也面临着持续控制成本的压力。在这个背景下,常规以单质金属粉末机械混合为主的胎体材料已经难以满足制备高性能金刚石工具的需求。
为制造出性能更好的金刚石工具,从20世纪90年代中期起,以比利时Unicore公司为代表的材料企业率先提出了在金刚石工具中应用预合金粉的理念,并于1998年成功实现该类粉末在工具制造中的规模化应用,逐步替代传统的机械混合粉末。 世佳微尔也从2000年开始,逐渐自主研发出微纳米级的超细铁粉、超细预合金粉等金属粉末材料。
预合金粉是指由两种或两种以上元素组成、在制粉过程中已完成合金化,并且所有粉末颗粒均具有与标称成分一致组成的金属粉末。
自20世纪90年代这一概念被提出以来,国内外科研人员对预合金粉展开了广泛而深入的研究,逐步明确了其多方面显著优势:
首先,预合金粉末相比机械混合粉具有更均匀的元素分布,可从根源上避免成分偏析,确保胎体组织均匀一致;
其次,预合金粉末在制备过程中已发生一定程度的合金化,使金刚石工具胎体具有更高的硬度和冲击强度,从而增强对金刚石的把持力;
此外,预合金化显著降低了烧结过程中金属原子扩散所需的激活能,有助于实现更低的烧结温度和更短的烧结时间,这一特性既有利于减少对金刚石的热损伤,又可降低电能消耗与石墨模具用量,提高生产经济性。
在超细预合金粉的发展初期,主要采用常规雾化工艺进行生产,该方法所制备的预合金粉具有合金化程度高、流动性好、生产效率高以及成本相对较低等优点。然而,常规雾化工艺所制粉末的粒度普遍较粗,一定程度上限制了胎体性能的进一步提升。为克服这一局限,进一步发挥超细粉末的独特作用,世佳微尔所采用的化学法新型制粉技术逐渐被开发并应用于超细、纳米级预合金粉的制备,推动金刚石工具胎体材料向更高性能方向发展。