用于金剛石工具制造的燒結金剛石工具粉末

　　今天，金剛石工具制造中所用的金剛石工具粉末都是混合粉末—— 只有鈷粉除外。鈷粉在金岡4石工具燒結中單獨使用，不用添加任何其它粉末。
混合金剛石工具粉末的成分視金剛石工具的用途而不同。可以理解，當金剛石鋸片切割硬花崗巖時所需的混合金屬粉與切割較軟的大理石是不同的。同樣，用于珩磨硬質鋼的金剛石工具與修整碳化硅砂輪所用修整工具二者所需的金屬粉末也是不同的。
但是，不單單是由用途來決定金屬混合粉末的成分。金剛石工具的使用條件也會影響到結合劑成分的選用。例如，在切割中驅動軸的發動機功率對工具結合劑成分就有很大影響。在這里不可能一一羅列出各種金剛石工具所需的金屬結合劑。
在金剛石工具中，燒結金剛石工具粉末的消耗量*大的是鋸片。因此，本文僅對鋸片生產所用的金屬結合劑進行討論。
金剛石鋸片生產中*常用的金屬粉末如下：鈷、銅、錫、鐵、鎳、鎢、碳化鎢、鉻、青銅、稀有金屬（鋅、錳、硅、銀、鈦）金剛石鋸片的用途主要有以下三個方面：
1）切割軟質石材如大理石等。
2）切割硬質石材如花崗石。
3）加工其它研磨性材料如瀝青，耐火粘土，混凝土等。
對于以上三種用途，以前的鋸片結合劑中或多或少都含有鈷。以前，切割研磨材料的鋸片結合劑主要是青銅或銅／錫基的，或多或少加一些鈷。切割硬質材料的結合劑與之相反，以鈷為主或多或少加一些銅／錫或青銅。對研磨性非常高的花崗石，在鈷基中加少量的鎢或碳化鎢。切割研磨性材料，要用非常耐磨的結合劑，通常含鎢、碳化鎢或碳化鑄鎢。由于碳化鎢／鈷結合劑中碳化鎢的成分有越來越高的趨勢，相應地燒結溫度也要求更高，因此加人一些青銅或銅／錫合金，可將金剛石的燒結溫度控制在一個適當的范圍內。
由于金剛石鋸片價格下降，金剛石工具行業數年前就開始尋求合適的材料以取代價格昂貴的鈷粉，特別是石材廠自產自用的直徑31~mm以下的小鋸片，主要采用價格較廉的鐵基或鎳基結合劑。專業鋸片生產廠在生產切割花崗石和研磨性材料的鋸片方面更是費盡心血進行試驗，以尋求其它金屬粉末替代鈷粉，至少是降低鈷粉的含量。人們試驗了鐵一銅—鈷或鎳一銅一鐵混合粉末，在某些情形中，也試驗了相應的預合金粉末，特別是極細粒度的預合金粉末，能收到降低燒結溫度的理想效果。
在結合劑方面進行的研究發展到今天，人們已經研究出在切割性能的某些方面優于傳統鈷基結合劑的無鈷或低鈷結合劑。圖1所示為三種不同的含鈷結合劑和一種低鈷結合劑的磨損性能的比較。鋸片直徑為400mm。這四種鋸片所用的金剛石都是40／50目，金剛石濃度為22，鋸切率2.8m／min，切深18turn，切割的石材是BalticBrown花崗石。四種鋸片除結合劑不同，其余均是在完全相同的工藝條件下制作的。四種結合劑分別是：低鈷結合劑DIABASEV18，超細鈷粉（0.8um）、特細鈷粉（1.4um），4O0目鈷粉（4um）。
低鈷結合劑DIABASEV18的鋸片功率消耗與其它三種鋸片差不多時，其磨損性能*好。本試驗使我們相信，在未來的金剛石鋸片制造中，鈷的消耗量可以降下來。