超硬材料烧结制品生产的预合金粉应用问题

        罗伯诚 磨商网四川大学科技园磨料磨具产学研合作基地技术支持总工

　　众所周知，超硬材料烧结制品是由超硬材料磨粒和金属粉末（往往是多种金属粉末）按一定配比均匀混合后，再压制、烧结而成的。在这里，主要对超硬磨粒起包裹、“把持”作用的金属粉末被称为“结合剂”。

　　迄今为止，国内大多数超硬材料烧结制品生产企业仍然习惯于使用单质金属粉按照设计配方进行配料（有点像“拣中药”）。这种沿革历史的配料方法有其明显的缺陷：混合粉料组分配比很难做到均匀。其直接后果是造成烧结制品的质量控制出现问题，制品的性能难以稳定，不易达到“专业级”产品的要求水准。随着市场竞争的日益激烈和对产品性能提升的追求，预合金粉逐渐走到了超硬材料烧结制品生产的前台。

　　预合金粉和单质金属粉配料的特点比较

　　对于从事超硬材料烧结制品生产的人们来说，*为熟悉的预合金粉当推663青铜粉。它是由专业生产厂家预先制成的合金粉，烧结制品生产厂家可以拿来就用，其方便程度就像“中成药”。下面的表格对单质粉和预合金粉作出了基本比较。（见表1）

　　不过，目前可供超硬材料烧结制品生产厂家选用的预合金粉品种还不多，迫使人们走了一条“中间道路”，将预合金粉与单质粉混用，预合金粉的优势难以充分得到发挥。这种状况的改变有待预合金粉生产厂家和使用厂家共同努力。

　　使用预合金粉无需大的工艺调整

　　在粉末冶金领域，与生产工艺制定或调整相关的金属粉末工艺性能通常有如下几种：

　　1、松装密度 金属粉末在松散状态下自由落入已知体积的容器中，测得的单位体积质量。

　　2、摇实密度（又称振实密度） 已知体积容器中的金属粉末经机械振动后，其密度不再增加的终止数值。

　　3、流动性 金属粉末填充一定形状容器的能力。

　　4、压缩性 金属粉末在压制过程中的被压缩能力。

　　5、成型性 金属粉末被压制后，其压坯保持既定几何形状的能力。

　　迄今为止，在预合金粉的使用实践中，除去有时需要适度增大一点成型压力之外，并未出现需要对现行工艺实行重大调整的迹象。

　　值得关注的非晶合金粉末

　　物质是晶态还是非晶态，取决于其内部结构中原子的排列是长程有序排列还是相反。非晶合金原子间结合是金属键，而非共价键，所以其特性多与金属相关。目前，已能制出的非晶合金有好几百种，其组元从二元系到八元系合金都有，涵盖Pd、 Pt、Au、Ln、Ce、Nd、Pr、Er、Ho、Mg、Ca、Cu、Ti、Fe、Co、Ni、Zr基等合金体系，是具备优异理、化、力学性能的结构与功能材料。把非晶合金粉末用于超硬材料烧结制品定有意想不到的结果。

　　在看不到的“市场之手”持续作用下，可以预期，未来的超硬材料烧结制品将会形成中、低端产品主要由单质粉制作，高端产品主要由预合金粉（含非晶合金粉）制作的局面。人们将拭目以待。

　　（罗伯诚， 720研究所、四川大学、教育部辐射物理及技术重点实验室；罗林，四川大学超硬材料实验室。）

　　本文转载于《磨料磨具》杂志第15期，参考磨商网链接：

　　http://www.momo35.com/cn/zhuanti/zazhi/index.htm