近年來，隨著各(ge)類(lei)高性(xing)能超(chao)(chao)硬(ying)材料工(gong)(gong)具的不(bu)斷開發(fa)應用(yong)，我們(men)以真空微蒸發(fa)鍍覆(fu)技術為(wei)核心，目前(qian)已(yi)經形成了超(chao)(chao)硬(ying)磨(mo)料鍍覆(fu)金(jin)屬化系列產品(pin)，這些(xie)系列鍍覆(fu)產品(pin)分別適用(yong)于各(ge)類(lei)不(bu)同結合劑和不(bu)同制造(zao)工(gong)(gong)藝的工(gong)(gong)具。在各(ge)類(lei)高性(xing)能低成本超(chao)(chao)硬(ying)工(gong)(gong)具的制造(zao)中(zhong)，發(fa)揮了重(zhong)要作用(yong)。
 

剛玉涂(tu)覆的金剛石(shi)和(he)立方氮化硼是我們研制開發的具(ju)有創新(xin)性的產(chan)品(pin)，采用(yong)硬(ying)脆的剛玉或碳化硅作為(wei)涂(tu)層(ceng)，涂(tu)層(ceng)凸凹不平，呈“刺狀(zhuang)”，與金剛石(shi)、立方氮化硼牢固結合。經過(guo)工(gong)業化應用(yong)表明，這種(zhong)涂(tu)覆產(chan)品(pin)同時提(ti)高了(le)樹脂砂輪的壽命和(he)加工(gong)效率，是樹脂工(gong)具(ju)升級換(huan)代的新(xin)產(chan)品(pin)。

本文介(jie)紹了各(ge)類鍍覆(fu)產品的技術特征和(he)應用效果。

我們完成的國家重點科技攻關成果：“超硬材料真空微蒸發鍍覆技術及裝備”，其最重要的技術進展在于：鍍覆溫度低至650℃，與原始真空微蒸發鍍覆技術的780℃相比，降低了100℃以上，現在可以根據需要 在650-780℃任選溫度實現鍍覆，這一范圍的鍍覆溫度是區別于其它技術的重要特征。該技術圓滿解 決了國內外超硬磨料各類鍍覆技術（如磁控濺射、離子鍍、粉末覆蓋沉積鍍、非真空低溫電鍍）所存在的單次鍍覆量少；鍍層與磨料結合強度低；鍍覆過程溫度高，損傷超硬磨料以及鍍覆成本高等一系列工業應用問題。實現了單次大批量工業化鍍覆；鍍層與磨料結合強度>140MPa；鍍后超硬磨料單顆粒抗壓強度提高5～20%，鍍覆成本每克拉<0.01元。本項技術裝備作為超硬材料工業的共性關鍵技術與裝備，所鍍覆的超硬磨料適用于各類高性能價格比金屬、陶瓷結合劑超硬工具的制造，已在金剛石工具廠獲得良好應用。
 

系列鍍(du)覆產品(pin)是以真空微蒸發鍍(du)覆技術和(he)設備所生產的鍍(du)鈦金剛石為核(he)心，通(tong)過(guo)電鍍(du)形成復合鍍(du)層。圖1表明了(le)鍍(du)覆產品(pin)的系列和(he)應用情況。

1.1 鍍覆單一金屬或合金的超硬磨料

在金(jin)剛石、立方(fang)氮化硼(peng)表面鍍(du)鈦(tai)(tai)及(ji)鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)，可以實現磨粒與金(jin)屬或陶瓷結(jie)合(he)劑的(de)強力結(jie)合(he)，工具(ju)切磨工作時不脫粒、出刃增加(jia)，此外鍍(du)層也保護(hu)超硬(ying)磨料免受(shou)工具(ju)燒結(jie)過(guo)程中的(de)熱損傷，因而采用鍍(du)鈦(tai)(tai)及(ji)鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)的(de) 超硬(ying)磨料制造(zao)工具(ju)大幅(fu)度提高了(le)工具(ju)的(de)壽命和加(jia)工效率，降(jiang)低(di)了(le)工具(ju)制造(zao)成本(ben)。國際著(zhu)名(ming)超硬(ying)材料生產廠(chang)家都(dou)有相應的(de)鍍(du)鈦(tai)(tai)及(ji)鈦(tai)(tai)合(he)金(jin)超硬(ying)磨料品牌，如DeBeers公司(si)的(de)SDA-85T、ABN615，G.E公司(si)的(de)MBS-930T、MBS-960T、CBN510等。

技術(shu)特征：鍍(du)(du)(du)(du)覆(fu)(fu)(fu)單(dan)一金(jin)(jin)(jin)屬（如鍍(du)(du)(du)(du)鈦、鍍(du)(du)(du)(du)鎢）的(de)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)，以及(ji)鍍(du)(du)(du)(du)覆(fu)(fu)(fu)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)（如鍍(du)(du)(du)(du)鈦-鉻合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)）的(de)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)，雖然從幾(ji)(ji)何(he)角度講是(shi)單(dan)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)金(jin)(jin)(jin)屬或合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)，但是(shi)真空(kong)微蒸發鍍(du)(du)(du)(du)覆(fu)(fu)(fu)過(guo)程(cheng)中(zhong)鍍(du)(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)即(ji)與金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)形成了碳化(hua)物，從金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)表面外延生長的(de)碳化(hua)物在(zai)成分和(he)結構上是(shi)逐(zhu)漸過(guo)渡的(de)，與鍍(du)(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)金(jin)(jin)(jin)屬或合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)并(bing)沒有明顯(xian)的(de)幾(ji)(ji)何(he)界限，這是(shi)實現鍍(du)(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)與金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)牢固結合(he)(he)的(de)關鍵因素。

鍍覆工藝(yi)設(she)備：燕山大學研制(zhi)生產的真空微蒸發鍍技術(shu)及設(she)備，鍍覆成(cheng)本低于0.01元克拉，增(zeng)重0.5～3.0%；單次鍍覆量最(zui)大已經超過兩萬克拉。

應用效(xiao)果(guo)：在金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石與金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)粉末(mo)混合、燒結(jie)(jie)(jie)，獲得(de)(de)的(de)孕(yun)鑲(xiang)工(gong)具(ju)(ju)中(zhong)(zhong)，已經廣泛(fan)(fan)采用真空鍍(du)(du)(du)(du)(du)鈦(tai)或(huo)(huo)(huo)鍍(du)(du)(du)(du)(du)鎢(wu)(wu)的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石實現(xian)金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石與結(jie)(jie)(jie)合劑(ji)胎(tai)體(ti)(ti)(ti)之間的(de)冶金(jin)(jin)(jin)(jin)結(jie)(jie)(jie)合。這類孕(yun)鑲(xiang)工(gong)具(ju)(ju)制(zhi)造工(gong)藝(yi)采用熱(re)壓(ya)(ya)或(huo)(huo)(huo)保護(hu)(hu)氣氛燒結(jie)(jie)(jie)，很薄的(de)鍍(du)(du)(du)(du)(du)鈦(tai)或(huo)(huo)(huo)鍍(du)(du)(du)(du)(du)鎢(wu)(wu)鍍(du)(du)(du)(du)(du)層已滿足(zu)了與結(jie)(jie)(jie)合劑(ji)胎(tai)體(ti)(ti)(ti)冶金(jin)(jin)(jin)(jin)結(jie)(jie)(jie)合的(de)要求，因為鍍(du)(du)(du)(du)(du)鈦(tai)金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石被金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)粉末(mo)包裹，像鋅、錫低熔(rong)點金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)熔(rong)化后覆蓋在鍍(du)(du)(du)(du)(du)覆的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石表(biao)面防止了鍍(du)(du)(du)(du)(du)層的(de)氧(yang)化失效(xiao)，此外熱(re)壓(ya)(ya)過程中(zhong)(zhong)石墨模和(he)濕潤劑(ji)能形成保護(hu)(hu)氣氛，這些因素保證了鍍(du)(du)(du)(du)(du)鈦(tai)或(huo)(huo)(huo)鍍(du)(du)(du)(du)(du)鎢(wu)(wu)金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石與金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)粉末(mo) 良好的(de)共同燒結(jie)(jie)(jie)。多年來(lai)國內外生產的(de)單(dan)一層鍍(du)(du)(du)(du)(du)鈦(tai)金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石的(de)增重量為0.5%左右，獲得(de)(de)了廣泛(fan)(fan)良好的(de)應用效(xiao)果(guo)也證明了這一點。其主要原因在于(yu)鈦(tai)的(de)低溫穩(wen)定高(gao)溫活潑(po)特性(xing)。金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)鈦(tai)在常(chang)溫狀態下是化學性(xing)質最穩(wen)定和(he)最耐腐蝕的(de)金(jin)(jin)(jin)(jin)屬(shu)(shu)之一，550℃開(kai)始(shi)活潑(po)并且(qie)低價(jia)氧(yang)化鈦(tai)被母(mu)材基體(ti)(ti)(ti)吸收(shou)而消失，不影(ying)響釬焊。由(you)于(yu)在金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石工(gong)具(ju)(ju)熱(re)壓(ya)(ya)或(huo)(huo)(huo)無壓(ya)(ya)燒結(jie)(jie)(jie)過程中(zhong)(zhong)，200℃以(yi)上(shang)屬(shu)(shu)于(yu)保護(hu)(hu)性(xing)氣氛，還(huan)有(you)低熔(rong)物的(de)熔(rong)化包裹，因此鍍(du)(du)(du)(du)(du)鈦(tai)金(jin)(jin)(jin)(jin)剛(gang)石直接適(shi)用于(yu)粉末(mo)燒結(jie)(jie)(jie)，冷壓(ya)(ya)熱(re)壓(ya)(ya)各(ge)(ge)個(ge)工(gong)藝(yi)各(ge)(ge)類產品(pin)。

真空微蒸發(fa)鍍(du)覆技術工(gong)(gong)(gong)(gong)業(ye)化應用(yong)(yong)以來(lai)，已在國內(nei)近百(bai)家(jia)金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)工(gong)(gong)(gong)(gong)具(ju)(ju)(ju)廠(chang)應用(yong)(yong)，其生(sheng)產(chan)的(de)(de)(de)鍍(du)鈦(tai)金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)適用(yong)(yong)于(yu)各(ge)類(lei)金(jin)(jin)屬燒結(jie)結(jie)合(he)劑金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)工(gong)(gong)(gong)(gong)具(ju)(ju)(ju)，像各(ge)類(lei)金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)切割鋸片、玻化磚(zhuan)金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)滾筒(tong)及磨(mo)邊輪(lun)等金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)工(gong)(gong)(gong)(gong)具(ju)(ju)(ju)。工(gong)(gong)(gong)(gong)業(ye)化統計結(jie)果表(biao)明(ming)：利(li)用(yong)(yong)鍍(du)鈦(tai)金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)，大幅度(du)(du)提(ti)高(gao)(gao)（30～120%）工(gong)(gong)(gong)(gong)具(ju)(ju)(ju)壽命和加工(gong)(gong)(gong)(gong)效率。其原(yuan)因在于(yu)：①鍍(du)后的(de)(de)(de)磨(mo)料與鍍(du)層即已形成(cheng)了(le)強力(li)結(jie)合(he)，工(gong)(gong)(gong)(gong)具(ju)(ju)(ju)制造的(de)(de)(de)燒結(jie)過程(cheng)中(zhong)，可順利(li)實現(xian)與結(jie)合(he)劑的(de)(de)(de)冶(ye)金(jin)(jin)結(jie)合(he)，防(fang)止金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)從胚(pei)體(ti)脫落；并且使金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)在工(gong)(gong)(gong)(gong)具(ju)(ju)(ju)切割面上出刃高(gao)(gao)度(du)(du)增加；從而使工(gong)(gong)(gong)(gong)具(ju)(ju)(ju)壽命和加工(gong)(gong)(gong)(gong)效率都得(de)到提(ti)高(gao)(gao)。②由(you)于(yu)鈦(tai)及其難溶化物鍍(du)層的(de)(de)(de)保護，防(fang)止了(le)工(gong)(gong)(gong)(gong)具(ju)(ju)(ju)的(de)(de)(de)燒結(jie)過程(cheng)中(zhong)金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)氧化和胎體(ti)中(zhong)的(de)(de)(de)鈷、鎳(nie)、鐵元素對金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)腐蝕，石(shi)(shi)(shi)墨損(sun)壞，使制品中(zhong)金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)存留(liu)強度(du)(du)大幅度(du)(du)提(ti)高(gao)(gao)，增強了(le)工(gong)(gong)(gong)(gong)具(ju)(ju)(ju)中(zhong)金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)抗破碎能力(li)，有利(li)于(yu)高(gao)(gao)速工(gong)(gong)(gong)(gong)作(zuo)的(de)(de)(de)切、磨(mo)花崗巖工(gong)(gong)(gong)(gong)具(ju)(ju)(ju)壽命的(de)(de)(de)提(ti)高(gao)(gao)。

在保持工具高性能的前提下，采(cai)用鍍(du)鈦(tai)技術的廠家其收(shou)益主要體現在如下方面：

★可以采用無鈷(gu)鐵(tie)基結合劑制造各類工具；

★減少金剛石用量；

★大量使用(yong)廉價細粒度(du)金剛(gang)石；

★由此使(shi)金剛石工具的制造(zao)成(cheng)本大幅(fu)度降低(di)。

1.2 真空微蒸發鍍覆之后再經電鍍形成的多層復合

鍍(du)(du)(du)(du)超硬磨料工(gong)藝設備：金(jin)(jin)剛(gang)石經(jing)(jing)過真(zhen)空(kong)微蒸(zheng)發鍍(du)(du)(du)(du)鈦或(huo)鍍(du)(du)(du)(du)鎢(wu)之后，由于(yu)已經(jing)(jing)有(you)了(le)導電的(de)金(jin)(jin)屬層(ceng)(ceng)(ceng)，可以直接(jie)采用化(hua)學鍍(du)(du)(du)(du)鎳或(huo)電鍍(du)(du)(du)(du)鎳（不必(bi)(bi)經(jing)(jing)過敏化(hua)、活化(hua)等前期(qi)處(chu)理）形(xing)成復(fu)合鍍(du)(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)。化(hua)學鍍(du)(du)(du)(du)可以采用酸(suan)性(xing)鍍(du)(du)(du)(du)液(ye)或(huo)堿性(xing)鍍(du)(du)(du)(du)液(ye)，適(shi)于(yu)小(xiao)批量(liang)(liang)的(de)鍍(du)(du)(du)(du)覆(fu)，鍍(du)(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)硬度高。化(hua)學鍍(du)(du)(du)(du)應該(gai)注意金(jin)(jin)剛(gang)石與鍍(du)(du)(du)(du)液(ye)的(de)量(liang)(liang)比適(shi)當，防(fang)止(zhi)(zhi)過多的(de)金(jin)(jin)剛(gang)石造成鍍(du)(du)(du)(du)液(ye)失(shi)穩分解。鍍(du)(du)(du)(du)覆(fu)過程中(zhong)必(bi)(bi)須(xu)適(shi)當攪(jiao)拌，防(fang)止(zhi)(zhi)金(jin)(jin)剛(gang)石顆粒(li)粘連。

經(jing)過真空(kong)微蒸發鍍覆鈦或鎢的(de)(de)金剛(gang)石(shi)(shi)也可以直(zhi)接電(dian)鍍滾鍍鎳(nie)，與普通鍍鎳(nie)類(lei)似，有(you)多種電(dian)鍍配方，這種復合(he)鍍工(gong)藝省去了敏化(hua)、活化(hua)、化(hua)學鍍等(deng)諸(zhu)多的(de)(de)繁瑣工(gong)序，成(cheng)本低，批量大(da)，適于大(da)規模的(de)(de)工(gong)業化(hua)生產(chan)復合(he)鍍層(ceng)金剛(gang)石(shi)(shi)。

技(ji)術特征：必須指出，先(xian)真空鍍(du)(du)(du)(du)鈦(tai)鍍(du)(du)(du)(du)鎢，然后進(jin)一步鍍(du)(du)(du)(du)鎳形(xing)(xing)成(cheng)的(de)復(fu)合(he)(he)鍍(du)(du)(du)(du)金(jin)(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)的(de)結(jie)構和(he)性能，完全不(bu)同于(yu)普(pu)通(tong)的(de)鍍(du)(du)(du)(du)鎳金(jin)(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)。復(fu)合(he)(he)鍍(du)(du)(du)(du)金(jin)(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)首先(xian)鈦(tai)與(yu)(yu)(yu)金(jin)(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)已經形(xing)(xing)成(cheng)碳化鈦(tai)，使鍍(du)(du)(du)(du)鈦(tai)層(ceng)(ceng)與(yu)(yu)(yu)金(jin)(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)形(xing)(xing)成(cheng)了化學鍵合(he)(he)，復(fu)合(he)(he)鍍(du)(du)(du)(du)鎳層(ceng)(ceng)在釬(han)焊(han)(han)時其內層(ceng)(ceng)與(yu)(yu)(yu)鈦(tai)擴散結(jie)合(he)(he)，外層(ceng)(ceng)的(de)鎳很容易與(yu)(yu)(yu)基(ji)體釬(han)焊(han)(han)。這種復(fu)合(he)(he)鍍(du)(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)結(jie)構保證了金(jin)(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)牢(lao)固地焊(han)(han)接(jie)在基(ji)體上(shang)，其釬(han)焊(han)(han)后的(de)結(jie)構示(shi)意圖(tu)如(ru)圖(tu)2所示(shi)。普(pu)通(tong)鍍(du)(du)(du)(du)鎳金(jin)(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)鍍(du)(du)(du)(du)層(ceng)(ceng)與(yu)(yu)(yu)金(jin)(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)之間(jian)無結(jie)合(he)(he)力，釬(han)焊(han)(han)時還可(ke)能使鍍(du)(du)(du)(du)鎳層(ceng)(ceng)熔化脫落，不(bu)能實現釬(han)焊(han)(han)金(jin)(jin)剛(gang)(gang)(gang)石(shi)的(de)目(mu)的(de)。

應用情況：

（1）復合鍍鈦鎳合金金剛石用于金屬燒結結合劑工具

如1.1節所述(shu)，鍍覆單一金(jin)(jin)屬(shu)層(ceng)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)，像鍍鈦(tai)、鍍鎢或鍍鈦(tai)鉻合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)，直接用于(yu)金(jin)(jin)屬(shu)粉末燒結(jie)的(de)(de)(de)各類金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)工(gong)具(ju)(ju)，就可以起到(dao)與結(jie)合(he)(he)(he)劑(ji)牢固的(de)(de)(de)冶金(jin)(jin)結(jie)合(he)(he)(he)作用。但是(shi)復合(he)(he)(he)鍍鈦(tai)鎳合(he)(he)(he)金(jin)(jin)金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)也可以用于(yu)金(jin)(jin)屬(shu)燒結(jie)結(jie)合(he)(he)(he)劑(ji)工(gong)具(ju)(ju)。金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)顆粒借(jie)助鈦(tai)鍍層(ceng)與鎳鍍層(ceng)冶金(jin)(jin)結(jie)合(he)(he)(he)，由(you)于(yu)鍍鎳層(ceng)致密耐磨，在金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)周邊的(de)(de)(de)結(jie)合(he)(he)(he)劑(ji)得到(dao)很大的(de)(de)(de)強化(hua)，在磨削過程中(zhong)，金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)顆粒及周圍形成明顯“凸起”，出刃(ren)大大增加，其結(jie)構類似圖2示意(yi)圖。因此，采用復合(he)(he)(he)鍍鈦(tai)鎳合(he)(he)(he)金(jin)(jin)金(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)制造金(jin)(jin)屬(shu)燒結(jie)結(jie)合(he)(he)(he)劑(ji)工(gong)具(ju)(ju)會獲得更好的(de)(de)(de)性能(neng)。

（2）復合鍍鈦鎳合金金剛石用于制造釬焊金剛石工具

近年來，釬(han)焊(han)的(de)(de)表(biao)(biao)鑲(xiang)(xiang)(xiang)金剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)工(gong)具得到(dao)國外的(de)(de)重視，一些產品已經面世。由(you)于金剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)與(yu)基(ji)體之間的(de)(de)強力(li)焊(han)接結合，這種釬(han)焊(han)的(de)(de)表(biao)(biao)鑲(xiang)(xiang)(xiang)工(gong)具可以(yi)使金剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)顆粒(li)直徑的(de)(de)2 3出(chu)刃，金剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)在工(gong)作(zuo)時(shi)不脫落，其(qi)鋒(feng)利(li)度遠遠高(gao)于普(pu)通的(de)(de)孕鑲(xiang)(xiang)(xiang)或電鍍(du)(du)表(biao)(biao)鑲(xiang)(xiang)(xiang)工(gong)具并(bing)且能夠長期保(bao)持其(qi)鋒(feng)利(li)性。采用火焰或感(gan)應加熱的(de)(de)釬(han)焊(han)方法由(you)于操作(zuo)環境差(cha)，直接使用真(zhen)空鍍(du)(du)鈦(tai)、鍍(du)(du)鎢(wu)（增重量(liang)0.5%）的(de)(de)金剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)薄鍍(du)(du)層易于燒損。因此要在鍍(du)(du)鈦(tai)或鍍(du)(du)鎢(wu)的(de)(de)表(biao)(biao)面進一步化學鍍(du)(du)鎳或電鍍(du)(du)鎳，增重量(liang)達(da)到(dao)10%以(yi)上(shang)，這樣才能保(bao)證在普(pu)通的(de)(de)大氣釬(han)焊(han)條件下順利(li)將(jiang)金剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)可靠焊(han)接到(dao)基(ji)體上(shang)。

表鑲釬焊的工藝方法可(ke)用于(yu)(yu)制(zhi)造各類表鑲鉆(zhan)頭，修整(zheng)工具，鋒利的磨輪，金屬薄基帶的涂覆磨具可(ke)以象(xiang)砂紙一樣按需要(yao)裁剪粘(zhan)貼，還可(ke)以制(zhi)成封(feng)閉的循環磨削砂帶應用于(yu)(yu)諸多領域。

在空氣中直(zhi)接釬(han)(han)焊(han)(han)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)制造表面(mian)釬(han)(han)焊(han)(han)的(de)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)工具，為了防止(zhi)鍍鈦金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)表面(mian)鈦鍍層的(de)氧化，我們研制出一種(zhong)真空微蒸發鍍鈦后(hou)再鍍鎳的(de)復(fu)合鍍金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)磨粒(li)。這(zhe)種(zhong)復(fu)合鍍金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)磨粒(li)，采(cai)用空氣環境(jing)下高(gao)頻感應的(de)釬(han)(han)焊(han)(han)方法，使金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)與基體焊(han)(han)接極(ji)其牢固(gu)。燕(yan)山大學(xue)近年(nian)來(lai)采(cai)用上述工藝方法對國內(nei)幾家用戶的(de)單晶 和聚晶金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)進行復(fu)合鍍，獲得了良好的(de)釬(han)(han)焊(han)(han)效果，圖3表明了復(fu)合鍍Ti-Ni金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)在空氣中高(gao)頻釬(han)(han)焊(han)(han)的(de)形貌(mao)，復(fu)合鍍金(jin)(jin)(jin)剛(gang)石(shi)(shi)與釬(han)(han)料浸(jin)潤良好，結合牢固(gu)，經(jing)砂輪強力打磨不脫落(luo)。

在實(shi)際的(de)(de)金(jin)剛(gang)石(shi)釬焊工(gong)具(ju)制(zhi)造中(zhong)，還有一個重要問(wen)題就是金(jin)剛(gang)石(shi)顆粒的(de)(de)分(fen)布排(pai)列和定(ding)向(xiang)技術，否則，金(jin)剛(gang)石(shi)顆粒在工(gong)作面上(shang)的(de)(de)密度(du)難于控制(zhi)，并且釬焊時金(jin)剛(gang)石(shi)的(de)(de)平面向(xiang)下，失去(qu)有效的(de)(de)切削能力。我(wo)們研究(jiu)開(kai)發了一系(xi)列金(jin)剛(gang)石(shi)釬焊的(de)(de)排(pai)列和定(ding)位技術，解決了生產實(shi)際問(wen)題。

（3）用于樹脂結合劑的低品級超硬磨料鍍鎳（鍍鈦）的新工藝

鍍(du)(du)(du)(du)鎳的(de)(de)低品(pin)級金(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)（一二型料，即RVD）是專(zhuan)門用(yong)于(yu)樹(shu)脂(zhi)結合(he)劑(ji)的(de)(de)鍍(du)(du)(du)(du)覆磨料，由于(yu)鍍(du)(du)(du)(du)鎳成(cheng)(cheng)本(ben)高在(zai)國內樹(shu)脂(zhi)金(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)砂輪制造行(xing)業使用(yong)較(jiao)少，但是國際市場(chang)有很大需求量，我國每年有大量鍍(du)(du)(du)(du)鎳低品(pin)級金(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)出(chu)口。用(yong)經過真空微蒸發鍍(du)(du)(du)(du)覆鈦的(de)(de)金(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)在(zai)滾(gun)鍍(du)(du)(du)(du)機內直接電鍍(du)(du)(du)(du)鎳，省去了傳(chuan)統鍍(du)(du)(du)(du)鎳工(gong)(gong)藝(yi)中敏化(hua)(hua)、活化(hua)(hua)、化(hua)(hua)學鍍(du)(du)(du)(du)等諸多(duo)的(de)(de)繁(fan)瑣工(gong)(gong)序，成(cheng)(cheng)本(ben)低，批量大，適于(yu)大規模的(de)(de)工(gong)(gong)業化(hua)(hua)生產復合(he)鍍(du)(du)(du)(du)層金(jin)剛(gang)石(shi)(shi)(shi)，是極具(ju)成(cheng)(cheng)本(ben)和(he)(he)質(zhi)量競爭力的(de)(de)新一代(dai)鍍(du)(du)(du)(du)鎳工(gong)(gong)藝(yi)和(he)(he)技術。

傳統鍍鎳和(he)復合鍍鈦(tai)鎳的工藝比較(jiao)如下：

傳(chuan)統鍍(du)(du)鎳：金剛石(shi)→酸(suan)洗 堿洗→敏化→活化→還原→化學鍍(du)(du)→電鍍(du)(du)

復合鍍(du)新工藝(yi)：金剛石(shi)→真空微蒸(zheng)發鍍(du)鈦→直接電鍍(du)鎳

采用復合(he)鍍(du)替代(dai)傳統鍍(du)鎳(nie)工(gong)藝(yi)(yi)的優(you)點：（1）成本低：由于真(zhen)空微蒸(zheng)發鍍(du)每天鍍(du)覆能力(li)10000克(ke)(ke)(ke)拉，可供3～9臺滾鍍(du)機，每克(ke)(ke)(ke)拉鍍(du)覆成本低于0.01元(yuan)，因(yin)此復合(he)鍍(du)每克(ke)(ke)(ke)拉成本低于0.05元(yuan)；而傳統鍍(du)鎳(nie)各個工(gong)藝(yi)(yi)步驟使(shi)用大量(liang)藥(yao)品，許多是一次性使(shi)用，鍍(du)覆成本很高，每克(ke)(ke)(ke)拉成本大于0.10元(yuan)。

（2）周期短，操作簡單：復合鍍替代傳統鍍鎳工藝免去了(le)酸洗 堿洗→敏化→活化→還原→化學鍍一系列繁雜的步驟(zou)及大量的溶液操作及漂洗過程。

（3）質量(liang)好，無(wu)漏(lou)鍍(du)(du)(du)(du)：傳統(tong)鍍(du)(du)(du)(du)鎳(nie)工(gong)藝首先獲得(de)化學(xue)鍍(du)(du)(du)(du)鎳(nie)層，以實(shi)現隨(sui)后滾(gun)鍍(du)(du)(du)(du)加(jia)厚對(dui)金(jin)(jin)剛石(shi)導電性的(de)要求(qiu)，但是，滾(gun)鍍(du)(du)(du)(du)過程(cheng)中部分金(jin)(jin)剛石(shi)在鍍(du)(du)(du)(du)液中的(de)漂浮，會形(xing)成雙電極效(xiao)應，使化學(xue)鍍(du)(du)(du)(du)鎳(nie)層溶落，導致(zhi)金(jin)(jin)剛石(shi)漏(lou)鍍(du)(du)(du)(du)。對(dui)于細(xi)粒度金(jin)(jin)剛石(shi)這種現象更(geng)加(jia)明(ming)顯。采用(yong)鍍(du)(du)(du)(du)鈦(tai)(tai)金(jin)(jin)剛石(shi)進行滾(gun)鍍(du)(du)(du)(du)加(jia)厚，即使形(xing)成雙電極效(xiao)應，鍍(du)(du)(du)(du)鈦(tai)(tai)層也不會溶落，沒有(you)漏(lou)鍍(du)(du)(du)(du)現象發生。因此(ci)，復合(he)鍍(du)(du)(du)(du)鈦(tai)(tai)鎳(nie)金(jin)(jin)剛石(shi)鍍(du)(du)(du)(du)覆質量(liang)好，鍍(du)(du)(du)(du)覆的(de)粒度極限更(geng)細(xi)。

這是燕山大學研制成功的(de)(de)(de)一種新型(xing)的(de)(de)(de)適用于樹(shu)(shu)脂結合(he)劑工(gong)具的(de)(de)(de)剛(gang)玉(yu)涂(tu)(tu)覆(fu)(fu)的(de)(de)(de)超(chao)(chao)硬磨(mo)料(liao)。其(qi)特征是：采用硬脆(cui)的(de)(de)(de)剛(gang)玉(yu)或碳化硅作為涂(tu)(tu)層(ceng)，涂(tu)(tu)層(ceng)凸凹不(bu)平，呈“刺狀”，與(yu)金(jin)剛(gang)石(shi)(shi)、立方氮化硼牢固結合(he)，在樹(shu)(shu)脂基砂輪(lun)中(zhong)能夠(gou)提(ti)高(gao)超(chao)(chao)硬磨(mo)料(liao)與(yu)基體的(de)(de)(de)把(ba)持(chi)力，防止磨(mo)粒的(de)(de)(de)早期(qi)脫落。涂(tu)(tu)覆(fu)(fu)剛(gang)玉(yu)處理的(de)(de)(de)金(jin)剛(gang)石(shi)(shi)和立方氮化硼，其(qi)增重(zhong)率(lv)一般(ban)在40wt%，可(ke)按(an)要(yao)求任意調整。涂(tu)(tu)覆(fu)(fu)后(hou)的(de)(de)(de)單(dan)顆粒抗壓強(qiang)度可(ke)提(ti)高(gao)12～65%。工(gong)業(ye)化應(ying)用結果表明(ming)：經過該工(gong)藝處理的(de)(de)(de)超(chao)(chao)硬磨(mo)料(liao)，不(bu)僅具有鍍(du)鎳(nie)、鍍(du)銅超(chao)(chao)硬磨(mo)料(liao)的(de)(de)(de)優點(dian)，而且克服了它(ta)們鍍(du)覆(fu)(fu)成本高(gao)及使工(gong)具變鈍的(de)(de)(de)缺(que)點(dian)，使樹(shu)(shu)脂結合(he)劑超(chao)(chao)硬工(gong)具的(de)(de)(de)使用壽(shou)命提(ti)高(gao) 20%，加工(gong)效(xiao)率(lv)提(ti)高(gao)30-35%，大幅(fu)度提(ti)高(gao)工(gong)具的(de)(de)(de)性能價格比。其(qi)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)特性是涂(tu)(tu)覆(fu)(fu)處理后(hou)的(de)(de)(de)磨(mo)料(liao)具有了良好的(de)(de)(de)自銳性，明(ming)顯提(ti)高(gao)了切削效(xiao)率(lv)。
 

2.1 技術指標

（1）涂層(ceng)表(biao)面(mian)(mian)質(zhi)量 剛(gang)玉涂覆處理(li)(li)后的(de)金(jin)剛(gang)石(shi)和立(li)方氮化硼表(biao)面(mian)(mian)呈現出一(yi)種渾(hun)身(shen)長(chang)滿了小刺的(de)顆粒。剛(gang)玉涂層(ceng)處理(li)(li)后的(de)金(jin)剛(gang)石(shi)表(biao)面(mian)(mian)形態見(jian)圖4。

（2）涂覆(fu)后的(de)增重(zhong)及鍍層(ceng)厚度(du) 經(jing)過涂覆(fu)剛玉處理的(de)金剛石和立方氮化硼，其增重(zhong)率可(ke)在(zai)8wt%～120wt%內任意調整。而(er)涂層(ceng)厚度(du)也可(ke)隨需要(yao)進行設計(ji)調整，一(yi)般在(zai)10～30微米（μm）左右(you)。經(jing)過大量工業(ye)化應用結(jie)果(guo)表明(ming)，采(cai)用40%的(de)增重(zhong)量可(ke)以獲得最(zui)好的(de)使用效果(guo)。