ダイヤモンドツールでのろう付け技術の適用

ダイヤモンドの高い硬度と優れた物理的および機械的特性により、ダイヤモンドツールはさまざまな硬い材料を処理するための不可欠で効果的なツールになります。マトリックス金属ベースのダイヤモンド（マトリックスのカプセル化能力）への接着は、ダイヤモンドツールのサービスライフとパフォーマンスに影響を与える主な要因の1つです。

 

 

ダイヤモンドと一般的な金属と合金の間の界面エネルギーが高いため、ダイヤモンド粒子は一般的な低融合合金に浸透することはできず、接着が不十分です。従来の製造技術では、ダイヤモンド粒子は、強力な化学結合または冶金結合を形成することなく、マトリックスの収縮によって生成される機械的クランプ力によってマトリックス金属ベースにのみ埋め込まれ、作業中のマトリックス金属ベースからダイヤモンド粒子を容易に分離することで、抗型ツールの生命とパフォーマンスレベルを大幅に削減します。ほとんどの妊娠したツールのダイヤモンドの利用率は低く、大量の高価なダイヤモンドが落ち、仕事中に廃棄物チップで失われます。 Lin Zengdongなどは、ダイヤモンド表面の金属化テクノロジーを使用して、優れた熱伝導率と電気伝導率、良好な熱安定性など、多くの新しい特性を提供し、元の物理的および化学的特性を改善し、金属または合金溶液に対する濡れ性を向上させることでリードしました。

 

ダイヤモンド表面の金属化は、1970年代から国内外のダイヤモンドツール製造業界から大きな注目を集めています。多くの人々は、焼結プロセス中にダイヤモンド表面の金属化を実現し、マトリックス材料に強いカーバイド金属粉末を追加するか、ダイヤモンド表面に事前に結合する研究にコミットしています（この種のダイヤモンドは、加熱前にコーティングと化学的に反応しません。文献は、タングステン（酸素化されていない）などの一部の金属が、ダイヤモンド表面の前置換を実現するために使用されるプロセスの観点から、比較的低い温度（約800度）でダイヤモンド表面にWC層を形成できることを実証していますが、1時間の真空条件下で600度以上で加熱する必要があります。現在一般的に使用されている妊娠中のダイヤモンド切削工具の焼結条件によれば、非視力または低真空で約5分間900度以下で加熱されている場合、ダイヤモンド表面に金属化層を生成することはほとんどありません。活性金属原子（Ti、V、Crなど）がダイヤモンド表面に濃縮されるか、界面反応がバインダーとダイヤモンドの間の冶金結合に到達するかどうかにかかわらず、それは原子拡散プロセスです。ホットプレスに使用される温度とそのような短い時間によると、このプロセスは十分ではありません。固相焼結条件下（少量の低強度および低融点金属または合金液相がある場合もあります）では、マトリックスの化学結合またはダイヤモンドへの冶金結合は非常に弱いか、まったく形成されません。

 

ダイヤモンド表面の前置換は目的ではなく、マトリックス金属との化学的冶金結合を達成するための手段の1つだけです。メッキされたダイヤモンドをのこぎり（ドリル）歯に焼結した後、その骨折表面に露出したダイヤモンドはコーティングを失い、ダイヤモンドが落ちた残りのピットの表面は非常に滑らかです。この現象は、ダイヤモンドとマトリックスが化学カプセル化のレベルにまだ達していないことを示しているようです。したがって、たとえダイヤモンドの表面の前置換が達成されたとしても、従来の固相粉末冶金焼結方法は、ダイヤモンドとマトリックス材料の間に強い結合を達成することはできません。

 

1980年代後半、人々はダイヤモンドツールの製造のための乱暴な技術を探求し始めました。ダイヤモンド表面は、特定の遷移要素（Ti、Cr、Wなど）でコーティングされており、それらと化学的に反応して表面に炭化物を形成します。この炭化物の層の作用により、ダイヤモンド、バインダー、およびマトリックスは、ろう付けを通じて強力な化学的冶金結合を達成し、それによって真のダイヤモンド表面の金属化を達成できます。これがダイヤモンドろう付けの原則です。公開された特許や記事から、このテクノロジーが粒子サイズの最大ダイヤモンドエッジ値が2/3に達することができることがわかります。通常の状況では、この値は1/3未満であり、エッジシャープニング動作が安定したエッジ値に達すると、この値は1/3未満であり、許容エッジ値を取得できます。したがって、ろう付け技術の使用は、マトリックス金属（ブラジン）と親材料ダイヤモンドと鋼のマトリックスとの間に強い結合を達成することが期待されています。