钴基刀头热压烧结环境不同温度的表现

钴基刀头在制作的过程中比较麻烦，主要是钴粉的体积较为蓬松，如果要制作一定规格的刀头，需要采用较大的模具。简单来说，钴基刀头的模具需要重新制作，装模时候的模具大小会大一些，无疑增加了刀头制作的成本，所以金刚石刀头厂家如果接到一些小单，或者一些测试单，就会采用不加压的方式在生产模具，也就是我们常说的自由烧结。

自由烧结也称为无压力烧结法，通过石墨磨具通电产生的高温，让刀头逐渐液相化，在一个小时左右的保温时间内，让石墨磨具中的刀头逐渐形成行的金属结块，最终形成尺寸一致，致密度较好的金刚石刀头。



但是自由烧结最大的问题就是不能很好的通过压力压实刀头的密度，完全依靠的是胎体配方中的粘结金属与浸润金属，把金刚石以及骨架元素完全的固定，这一点非常难，不仅需要对胎体的成分要调配到恰到好处，还需要温度控制的非常精细。所以大部分的自由烧结仅仅停留在制作一些切割软石，瓷砖等软性材料的刀头上，对于花岗岩，尝试的并不多。

开始测试温度之前，我们需要提前了解我们测试的参数与目的。参数方面，我们首先需要测试刀头的致密度，也就是单位刀头容积内，晶胞中所包含的原子体积与晶胞体积的比值，而原子体积越大，代表金属胎体结合度越强，强度与耐磨性都会得到一定的提升。但是致密度不等于密度，因为密度中，如果金刚石含量较高，那么密度低，但是切割强度和耐磨性犹豫金刚石的特性而出现较高的情况。致密度与烧结完成度有极大的关系，也是烧结结果的一种变相评判标准。

其次是收缩率，通过收缩率更好的掌握不同温度下刀头形状的变化，从而更好的控制配料比，从而更好的制作尺寸一致的刀头。并且收缩率也可以更好的对保温时间做出相应的调整，从而结合致密度参数让刀头处于一个较正常的烧结过程中。实际烧结温度与结块形成的大小，如果结块过大或过小，那么刀头尺寸出现了问题，大部分都是与收缩率相关。

最后，刀头烧结后还要对其抗折性，抗弯性，刀头韧性与抗冲击性有关系，这些参数需要在实验室进行大量的测试。



针对上述的参数，不断进行测试，从780摄氏度到980摄氏度（如果烧结温度低于780，很多金属无法完全出现液相化形态，从而影响烧结，如果烧结温度超过1000摄氏度，三分钟以后，金刚石表现就会出现明显的碳化现象），以20度左右的温差进行测试，保温时间固定在一个小时，最终，测试钴基刀头在940摄氏度的时候表现最为良好，这样的温度可以保证刀头具有良好的致密度的同时，收缩率也是近最优的选择，所以对于钴基刀头而言，热压温度保持在这个温度是自由式烧结较为合理的。