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粉末冶金烧结、电镀和钎焊这三种金刚石工具的制造方法中,电镀金刚石工具主要是靠镀层的机械包埋来把持金刚石,粉末冶金烧结金刚石工具中虽有一定的冶金结合,但这两种金刚石工具的制造方法中,结合剂和金刚石界面并不是完整的化学冶金结合,因而把持力不强,在较重负荷加工时,金刚石容易脱落;而且在电镀和烧结工具中金刚石因随机分布而得不到合理充分地利用。钎焊金刚工具可以实现结合剂和金刚石界面完整的化学冶金结合,因而结合强度高,把持力强,只需30%~40%的埋入率即可把持住金刚石,金刚石的裸露高度高达60%~70%,大大增加了容屑空间,能获得更锋利的形貌,而且可以实现金刚石的有序排布,充分合理地利用金刚石。 目前,钎焊法制造金刚石工具还处于实验室阶段,制造工艺尚未完善,制造环境要求苛刻,需要真空或保护气氛,制造成本高,不便于推广应用,规模化生产的条件尚不具备。 本文主要在以下两方面进行研究: 1 空气中高频感应钎焊金刚石磨料工艺 本文分无压块、有压块和模具三种方案,采用钎料粉末直接加入和用有机粘结剂涂附钎料粉末两种钎料加入方法,压块和模具采用导电材料和不导电材料进行研究。 成功实现了在空气中高频感应钎焊金刚石磨料,金刚石磨料的裸露高度高达60%~70%;寻求到了最佳钎焊工艺;成功实现了金刚石磨料的有序排布。 2 空气中高频感应钎焊金刚石磨料的钎焊性能与加工性能检验 分相同钎焊工艺不同加工参数、不同钎焊工艺相同加工参数、钎焊与烧结相同加工参数和钎焊与烧结不同加工参数四种方案,将钎焊金刚石工具和烧结金刚石工具进行磨削实验,并对实验结果进行分析。 实验验证,空气中高频感应钎焊金刚石磨料实现了对金刚石的高强度把持,相同加工条件下钎焊金刚石工具的磨削功率和磨削力远小于烧结金刚石工具的磨削功率和磨削力,所以钎焊金刚石工具可以用于重负荷大切深高效加工。