金剛石工具“擴(kuò)散粉”(又稱預(yù)合金擴(kuò)散粉、合金化胎體粉)的主流生產(chǎn)工藝可概括為“機(jī)械合金化→擴(kuò)散退火→破碎篩分”三大環(huán)節(jié),核心是在低溫下實(shí)現(xiàn)元素均勻擴(kuò)散,兼顧粒度細(xì)、氧含量低、燒結(jié)活性高三大指標(biāo)。工業(yè)上已形成兩條成熟路線:
典型工藝路線A:機(jī)械合金化(MA)+氫氣擴(kuò)散退火
原料準(zhǔn)備
•選用-200目電解鐵粉、-300目電解銅粉、-400目鎳粉、錫粉,以及微量碳化物形成元素(Ti、Cr、Mo等)。
•按Fe-Cu-Ni-Sn-Ti成分(例:Fe70Cu20Ni5Sn3Ti2)稱重,總氧含量<0.3%。
機(jī)械合金化(MA)
•高能球磨4–8h,球料比10:1,氬氣保護(hù),轉(zhuǎn)速300–450rpm;
•通過晶格畸變與冷焊使各元素初步合金化,獲得粒徑D50≈10μm的片狀復(fù)合粉。
擴(kuò)散退火
•將MA粉松裝在不銹鋼舟中,推入氫氣還原爐,550–750°C保溫1–3h;
•氫氣流量5–10Lmin?¹,氧含量降至0.1%以下,完成元素?cái)U(kuò)散與均勻化,合金相以γ-(Fe,Cu)固溶體為主。
破碎、篩分、合批
•輕破碎后過400–500目篩,D50控制在8–15μm;
•混合0.3%有機(jī)潤滑劑(硬脂酸鋅),直接用于冷壓+熱壓燒結(jié)刀頭。