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在制品中作为最基本组分的铸钢丸是切削元件

发布时间:2015-2-5      阅读人次:491次

铸钢丸工具绝大多数采用粉末冶金工艺制造。国外优质铸钢丸工具大多采用超细钴粉作为铸钢丸颗粒的粘结剂(胎体)。在上世纪90年代中期,国外首次提出了铸钢丸工具中使用超细预合金粉末的新概念,并于1998年预合金粉末作为钴基胎体的替代品真正应用在铸钢丸工具中。预合金粉末是由多于一种金属元素,经过湿法冶金工艺制成的成分均匀的合金粉。粉末粒径小于10μm,属超细粉末。微小固体颗粒构成的集合体属于微观粒子与宏观物体之间的过渡区域,具有一系列特殊的物理化学性能。目前,世界上大多数铸钢丸锯片、取芯岩钻头和其他铸钢丸工具生产商除了用纯钴粉以外,都已经开始应用相当比例的预合金粉末。在最近几年中,预合金粉末应用一直在增长,2001年约占用于铸钢丸工具工业中的钴粉消耗量的15%。发展趋势表明,超细预合金粉末会越来越广泛地应用于铸钢丸工具行业。由于铸钢丸都是细小颗粒状,一般都要使用胎体材料将其制成一定的形状且具有一定机械力学性能的制品后才能得以使用。在制品中,作为最基本组分的铸钢丸是切削元件,但胎体是不可缺的组成部分,其对铸钢丸能否充分、有效地发挥作用起决定性的作用。
  由于钴对铸钢丸具有优良的包镶性能,所以在传统的铸钢丸锯片制造业中钴一直作为刀头胎体的重要材料。根据铸钢丸锯片的不同用途,即锯切不同的材料,胎体中还加入其它金属来调适其硬度,或者说调适其磨耗性能。例如,切割大理石和石灰岩的铸钢丸锯片,在刀头的胎体中往往加入高比率的青铜;而锯切花岗石等较硬石材的铸钢丸锯片,在刀头胎体中则加入低量青铜。有时为了提高铸钢丸锯片的使用寿命,则在刀头胎体中加大钴的含量,其作用是提高胎体的硬度。
  金属胎体包括粘结剂、添加剂及微量活性元素,其中粘结剂主要是指Cu、Sn、Zn等熔点低、硬度低的金属。添加剂通常是指胎体中硬度高、熔点高的添加成分。它可以提高胎体的强度、硬度、耐磨性以及调节胎体的韧性。微量活性元素主要是改善铸钢丸与胎体界面的结合状态,进而提高两者的界面结合强度。直到现在常用的胎体体系有青铜基、钴基、铁基和WC-Co基。青铜基有较低的液相温度,能在较低温度下实现液相烧结,能较好地保护铸钢丸,降低铸钢丸的热损失。主要用作铸钢丸砂轮、大理石锯片。钴基是目前高品质铸钢丸制品中应用最多的体系。钴是所有金属元素中对铸钢丸润湿性相对较好的元素,而且有高于其它金属所没有的低温粘却特性,在比其熔点低得多的温度下,高钴基体就可获得很好的合金化程度,使其对铸钢丸形成很高的机械镶嵌力,同时钴对铸钢丸的侵蚀作用小,能够有效地保护铸钢丸。由于钴的价格昂贵且资源匮乏,严重妨碍其大量推广应用,目前主要限于高档铸钢丸制品中使用。因此,许多研究者积极研究在胎体中取代钴元素。
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