如何增加钴基刀头中的金属粉末对金刚石的把持力

金刚石圆锯片是当今石材加工的重要工具,近几年，随着石材行业的大力发展，已成为中国消耗人造金刚石数量最大的项目。而钴基刀头是目前稳定的刀头胎体之一，如何增加钴基刀头的胎体把持力以此来增加刀头的磨削能力，提高金刚石的利用率，对石材加工行业有着极大的帮助。那么如何提高呢？首先要了解一下刀头为什么可以切割石材。

金刚石刀头焊接在圆锯片上对石材进行切割，其工作原理是用更硬的材料去切割软的材料，比如石材和胎体的硬度以及研磨性是低于金刚石的，因此，在切割过程中，胎体结合剂会快速的被消耗，使金刚石暴露出来，并且形成一定的高度差，在锯片的高速旋转过程中，金刚石会插入到石材中并伴随一定向前的进给速度，这样就会把一部分石屑剥离出来，跟随冷却液流走。最终，金刚石不断的对石材进行这样的切削，最终切出一个凹槽，这也就是石材切割的整个过程了。而金刚石刀头由于受到反作用力的影响，刀头中的金刚石也在不断的经历磨损，破碎，脱落的过程，简单来说，由于刀头中的金刚石不断的呈现不同的切割状态，最终会导致金刚石刀头保持一定的自锐性，从而能快速的加工石材。在这个过程中，胎体对金刚石把持力的重要性就体现出来了，如果金刚石把持力不够，那么金刚石很快的就会脱落，完全起不到切割的作用，这种刚刚作业就丧失切割能力的情况，被称为金刚石早期脱落，这种情况会导致金刚石刀头的切割寿命以及切割效率大幅度的降低，那么作为刀头的一种常用材料，钴基刀头需要增加哪些能力才能增加刀头对金刚石的把持力呢？



胎体结合剂致密度增加有助于提高刀头对金刚石的把持力。在大量的测试过程中，特别是纯钴金刚石刀头的致密度可以达到HRB98.5,这样的硬度下，刀头所表现出来的把持能力是最好的，随着结合剂致密度的减少，刀头单位面积对金刚石的把持力减少，直接影响到刀头内金刚石的把持力，从而出现刀头切割过程出现寿命短，效率低等问题。而刀头致密度增加也会提高金刚石抗冲击的韧性，直接影响刀头抗冲击能力。提高致密度最好的方法是增加和金刚石亲和更好的元素，适当提高浓度以及种类，让刀头单位面积内的胎体结合剂更加紧实即可，这样做的好处不仅可以显著提高金刚石的把持力，对于刀头耐磨性以及锯片的稳定性都有一定正面影响。

通过液相烧结也可以明显提高金属胎体结合剂对金刚石的把持力。由于金刚石是一种高温条件下烧结会出现明显碳化的非金属物质，所以低温烧结是常用的选择，低温烧结情况下，刀头的金属材料并未完全液相化，所以采用熔点较低的金属，是可以让烧结过程液相化的。通过大量测试发现，如果在非液相情况下，刀头烧结过程中，由于加入了金刚石，本身的胎体结合剂抗弯强度有着明显降低，在正常切割过程中，刀头的抗弯强度降低，所带来的是结合剂与金刚石的缝隙会不断增大，甚至金刚石出现明显的松动情况，所以为了改善这一情况，加入低熔点金属Zn之后,会得到明显改善，刀头与金刚石的缝隙明显减小，金刚石和胎体结合剂也贴合的更加紧密，特别是钴基刀头，液相烧结所表现的把持力提升尤为明显。

对金刚石进行镀钛可以明显增加刀头的把持力，人们发现，在烧结过程中加入一些强碳化合物可以在金刚石表面形成一层与其他金属胎体结合剂更好固定的一层镀膜，慢慢的，人们会在金刚石搅拌过程中就对金刚石进行镀钛处理，镀钛的工艺有很多种，目前主要有真空镀钛与钎焊镀钛两种方式。镀钛过后的金刚石表面的钛元素与其他金属生产硬度更好，形成刚性更足的金属化合物，从而增加胎体对金刚石的把持力。



有序排列金刚石可以明显提高刀头的把持力，这种方式目前已经取得了不错的进展，让金刚石更好，更合理，更均匀的分布在金刚石刀头的各个层，这样不仅可以让各个金刚石受力更加均匀，也让胎体对金刚石的把持力更加匀称，从而提高胎体结合剂对金刚石的把持力。

总的来说，增加刀头对金刚石的把持力是目前很好解决刀头性能问题的方法，目前这些方式都被纳入金刚石配方调配体系以及生产体系中，相信未来会有更加丰富的改善方式。