金刚石刀头胎体粉末中添加锌粉是可行的,但需要综合考虑其利弊和工艺控制。以下是相关分析:
优点
降低烧结温度:锌的熔点较低(419℃),添加锌粉可以降低胎体的烧结温度,减少烧结过程中的能耗。
提高锋利度:锌粉的加入可以弱化胎体,使金刚石刀头在切割过程中更加锋利。
降低成本:锌粉相对价格较低,添加锌粉可以在一定程度上降低生产成本。
缺点
高温易流失:锌粉在高温烧结过程中容易挥发,导致胎体成分不均匀,影响刀头质量。例如,高锌配方的刀头在800℃以上的热压烧结时,锌的流失率可达7%-15%,导致刀头偏析。
氧化问题:锌在225℃就开始氧化,氧化后的锌对刀头有负作用,可能影响刀头的性能。
解决方案
预合金粉替代:使用预合金粉(如铁锌预合金粉)可以有效减少锌在烧结过程中的流失。预合金粉通过预先合金化,使锌与铁等金属紧密结合,均匀分布,避免了单质锌粉的流料和偏析问题。
控制添加量:严格控制锌粉的添加量,一般建议锌含量控制在约8%或锡+锌总含量约为8%。在某些实验中,添加质量分数为2.1%的锌粉时,胎体的抗弯强度达到最大值,且对金刚石的把持力较高。
优化烧结工艺:采用合适的烧结工艺,如真空烧结或无压烧结,可以减少烧结过程中因氧气导致的锌氧化和流失。
结论
金刚石刀头胎体粉末中可以添加锌粉,但需要控制添加量,并采用合适的工艺和材料(如预合金粉)来解决锌粉在高温烧结过程中的流失和氧化问题。通过这些措施,可以在降低成本的同时,提高刀头的锋利度和使用寿命。