金剛石膜具有硬度高、耐磨損，摩擦系數(shù)小，導(dǎo)熱性好等特點(diǎn)折甸，是制造切削有色金屬和非金屬材料刀具的理想材料。人造金剛石膜的刀具分為兩種類型：金剛石膜涂層刀具颂梆，金剛石膜焊接刀具。粘結(jié)力較弱是金剛石涂層刀具最突出的問(wèn)題弹梁。粘結(jié)力較弱的原因有兩個(gè)：一是化學(xué)氣相沉積（CVD）附口過(guò)程中览雁，產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力；二是基體材料存在著許多降低接頭強(qiáng)度的因素动院。近年來(lái)胜通，利用生長(zhǎng)基體金屬同金剛石膜的熱膨脹系數(shù)相差較大粘附強(qiáng)度低，在基體上沉積金剛石膜芽堪，隨著基體的冷卻宅溃，金剛石膜自動(dòng)脫落，得到獨(dú)立的金剛石厚膜苍煎。文獻(xiàn)采用等離子體時(shí)流CVD法在Mo基體上沉積金剛石膜甚负，獲得獨(dú)立的金剛石厚膜（0.3—1.3mm）。利用這種膜與刀體材料焊接簾（備切削刀具兼有單晶金剛石刀具和金剛石薄膜涂層刀具的優(yōu)點(diǎn)审残，是一種應(yīng)用前景極為廣闊的新型刀具梭域。

　　1.金剛石厚膜焊接刀具的制造方法

　　1—1金剛石厚膜的成型

　　由于金剛石厚膜硬度高，耐磨性好搅轿、而且不導(dǎo)電病涨。所以常見(jiàn)的機(jī)械切削、線切割璧坟、超聲波加工等工藝方法均不適用于金剛石厚膜的切割加工既穆，常用的方法是激光切割。激光切割不僅能將金剛石厚膜切割成所需要的形狀和尺寸雀鹃，還能直接切出刀具的后角和修正厚膜表面幻工。一般金剛石車(chē)刀的前角以0°為標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)需要可在+5°的范圍內(nèi)選取褐澎。在強(qiáng)調(diào)車(chē)刀的耐磨性和尖刀強(qiáng)度的情況下会钝。也可以采用負(fù)前角（—20°左右）。負(fù)后角一般以5°為標(biāo)準(zhǔn)工三，根據(jù)使用條件可在2.5~10°范圍內(nèi)選取狞吏。由前刀面和后刀面構(gòu)成的鍥角在85°以上，可得到高精度的刀尖舍娜。

　　1—2刀體材料的性能和焊接

　　作為刀體材料盡管在切削加工中不與被切削體直接接觸仁沃，但由于基體要對(duì)金剛石膜起支撐作用岖习，因此要求其具有較高的剛性，熱膨脹系數(shù)與金剛石膜相近以及良好的焊接性等赡析。目前常用刀具材料有硬質(zhì)合金（YG3创撼、YG6、YG8等）奇搪、陶瓷（Si3N4曼中、A12O3等）、CBN住龙、高速鋼等肯绅，硬質(zhì)合金是最有發(fā)展前途且目前研究最多的刀體材料。硬質(zhì)合金是理想的基本材料监征，它的硬度高芽接，又因其為燒結(jié)體，紅硬性更好括眠，室溫下硬度一般在HRA83~93之間彪标；500 ℃以下硬度保持不變≈啦颍抗壓強(qiáng)度最高可達(dá)到6000MPa捞烟，一般為3400~5600MPa；室溫抗彎強(qiáng)度在750~2500MPa之間萌业，彈性模量高坷襟，通常為（4~7）×105MPa；室溫下剛性較好生年，無(wú)明顯塑變婴程，對(duì)金剛石膜可起很好的剛性支撐作用。

　　金剛石厚膜與刀體材料的連接主要有方法兩種：金剛石表面金屬化釬焊法和活性釬料焊法抱婉。前者是利用表面處理技術(shù)（如離子束濺射等）档叔，在金剛石表面鍍覆金屬（如Ti、Cr等）蒸绩，使其表面具有金屬或類金屬的性能衙四。金屬化的金剛石膜表面對(duì)Ag—Cu基針料具有良好的可焊性，可采用金屬間針焊工藝焊接独溯。這種方法需進(jìn)行金剛石膜表面金屬化處理凹毛，增加了制備難度≡崴活性釬料焊接法則是在針料中加入適量的能與金剛石膜表面碳原子反應(yīng)生成碳化物的元素鸳岩，利用針焊過(guò)程中碳化物形成元素對(duì)金剛石膜待焊表面的活化作用，使針料潤(rùn)濕金剛石膜實(shí)現(xiàn)其釬焊過(guò)程。

　　1—3 刀體與基體金屬的連接

　　將得到的金剛石厚膜硬質(zhì)合金復(fù)合刀片連接到基體金屬上听番，其連接方法大致有以下幾種：⑴釬焊 ⑵機(jī)械加固 ⑶樹(shù)脂粘接劑連接 ⑷熱裝壓入把丹。其中，釬焊的辦法使用最多核看。釬焊金剛石厚膜/硬質(zhì)合金復(fù)合刀片使用的釬料就強(qiáng)度來(lái)說(shuō)躯法，一般使用銅基針料、銀基針料等券豺。但考慮到防止氧化的焊接裂紋以減少金剛石向石墨轉(zhuǎn)化的趨勢(shì)滚蚪，盡可能的使用低熔點(diǎn)的釬料為好，主要是使用硬質(zhì)合金針焊專用的銀基針料读黑。為了更好地保護(hù)金剛石不向石墨轉(zhuǎn)化拷肌，最好也是在真空或惰性氣氛條件下針焊。

　　1—4 金剛石厚膜刀具的刃磨

　　金剛石厚膜刀具的刃磨方法主要有機(jī)械磨削（包括金剛石砂輪磨削和金剛石粉研磨）旨巷。熱金屬盤(pán)研膳，激光束添忘、離子束加工和等離子體刻蝕等采呐。用金剛石粉研磨效率低，金剛石砂輪磨削效率高搁骑，并可采用不同粒度的砂輪進(jìn)行粗加工斧吐，是金剛石厚膜刀具獲得較好的表面光潔度。熱金屬盤(pán)研磨是在高溫條件下仲器，利用鐵族元素與 金剛石反應(yīng)使金剛石石墨化的原理除去金剛石煤率。用此種方法研磨表面粗糙度可達(dá)鏡面水平。用激光對(duì)厚膜表面進(jìn)行光整加工乏冀，加工效率很高但加工表面質(zhì)量不高蝶糯，只適合于粗加工和半精加工。

　　2辆沦、活性釬料成分選擇

　　活性釬料釬焊法釬焊金剛石與硬質(zhì)合金所用的活性釬料昼捍，除要考慮釬料對(duì)金剛石膜與硬質(zhì)合金的潤(rùn)濕條件，還必須考慮接頭應(yīng)力和真空加熱條件下釬料成分的狀態(tài)對(duì)釬焊過(guò)程的影響丛滋。

　　2—1 釬料中的基本成分

　　金剛石膜和硬質(zhì)合金都是高硬度高鋼性的材料央匀，兩種材料的線膨脹系數(shù)也有一定的差別，兩者釬焊界面會(huì)產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力技窝，可能造成金剛石膜開(kāi)裂和連接界面分離试著。因此釬料的成分必須在保證強(qiáng)度的條件下，應(yīng)具有一定的變形能力叙冕。Ag—Cu合金不但有較好的強(qiáng)度及對(duì)硬質(zhì)合金能很好的濕潤(rùn)橱柒，同時(shí)Ag—Cu面心立方的晶格結(jié)構(gòu)使其固浴體合金具有很好的塑性。所以，Ag—Cu合金是金剛石膜與硬質(zhì)合金釬焊首選的基體成分砍毡。

　　2—2 釬料中的活性成分

　　金剛石膜與一般金屬及其合金之間有很高的界面能十旗，致使金剛石膜不能被一般低溶點(diǎn)合金所浸潤(rùn)，潤(rùn)濕性較差聂袱。因此必須在釬料中加入一些強(qiáng)碳化物形成元素作為活性金屬溯内，以改善金剛石膜與硬質(zhì)合金之間的潤(rùn)濕性。但添加強(qiáng)碳化物形成元素也存在一定的局限性欠捶，一方面加入過(guò)多的碳化物形成元素就有可能使金剛石膜與釬料間形成過(guò)厚的脆性化合物層闷畸，影響結(jié)合性能。另一方面為了控制釬料的熔點(diǎn)必須對(duì)釬料中的強(qiáng)碳化物形成元素友誼頂?shù)囊笸讨停鏣i佑菩、Cr、Zr裁赠、V殿漠、B、Mo佩捞、W等绞幌，這些元素的溶點(diǎn)分別為：1672℃、1863℃一忱、1865℃莲蜘、1929℃、2300℃帘营、2623℃票渠、3387℃。相比較而言芬迄，Ti裙闪、Cr、Zr瘤贷、V更適合一些哆念。這些元素少量的加入Ag—Cu基釬料中，一般釬焊溫度可控制在850℃左右灼鞋，工藝性能較好桨拉。.

　　另外，在釬料中胸口少量的IN孙悦、SN等低熔點(diǎn)金屬能有效地降低釬料的熔點(diǎn)涎捆，但過(guò)多則會(huì)產(chǎn)生脆化性化合物。同時(shí)金剛石膜與刀體材料的焊接是在真空狀態(tài)下進(jìn)行的疤巩，釬料中應(yīng)避免含有MN灯葡、ZN等蒸汽壓較高的易發(fā)揮元素蒙便。

　　上面分別從釬料的熔點(diǎn)、潤(rùn)濕性结阅、蒸汽壓仓陆、熱膨脹，焊后是否生成脆性化合物等方面考慮了釬料中元素的選擇蝎毡。對(duì)活性釬料成分的選擇需要綜合考慮厚柳，釬焊金剛石厚膜所添加的強(qiáng)碳化物形成元素多種多樣。目前國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)到商品金剛石焊料沐兵，一般由應(yīng)用單位自行配制别垮。有下列一些，Cu—10%Ti扎谎，Cu—15%Sn—3%Ti碳想，Ag—15%Ti，Cu—30%Ag—5%Ti毁靶，Cu—15%Sn—2%Cr胧奔，Cu—1%V，Cu—Au预吆，Ag—30%Cu—4%Ti葡盗，Ag—26.5%Cu—3%Ti等釬料成分可供選擇。

　　3．結(jié) 論

　　1.金剛石厚膜與硬質(zhì)合金片之間采用釬焊的方法能有效地解決粘結(jié)力較弱的問(wèn)題啡浊。

　　2.金剛石厚膜與硬質(zhì)合金片的釬焊中，采用自反應(yīng)活性針料進(jìn)行針焊胶背，工藝方法簡(jiǎn)單成本低扳辆。

　　3.金剛石厚膜自反應(yīng)活性釬焊釬料，可在Ag—Cu合金針料中添加適量的Ti爹蒋，Zr和Cr等碳化物形成元素進(jìn)行制備雷镀。

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