上次介紹了金剛石鋸片金屬胎體配方的選擇原則，胎體的耐磨性必須與金剛石以及被加工材料的研磨能力相匹配，然而如何選擇金屬胎體成分，胎體粘結劑中各元素都起什么作用？下面整理了一些資料供大家參考：

        一、銅在粘結(jie)劑中的作用

       金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)工具中(zhong)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)粘結(jie)劑(ji)應用(yong)最多(duo)的(de)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)是銅和(he)(he)銅基合(he)金(jin)(jin)(jin)，其(qi)中(zhong)，電解銅粉(fen)應用(yong)最多(duo)。銅和(he)(he)銅基合(he)金(jin)(jin)(jin)具有較低的(de)燒(shao)結(jie)溫度(du)，好的(de)成形(xing)性和(he)(he)可燒(shao)結(jie)性，并且(qie)與(yu)其(qi)他元素(su)的(de)互溶性好。雖然銅對金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)幾乎(hu)不潤(run)濕，可某些元素(su)與(yu)銅的(de)合(he)金(jin)(jin)(jin)能使其(qi)對金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)的(de)潤(run)濕性得(de)到(dao)大(da)(da)(da)幅度(du)的(de)改善。如銅和(he)(he)碳化物形(xing)成元素(su)Cr，Ti，W，V，Fe等(deng)中(zhong)的(de)一種制成銅合(he)金(jin)(jin)(jin)，都可以大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)降低銅合(he)金(jin)(jin)(jin)對金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)的(de)潤(run)濕角。銅與(yu)鎳、鈷、錳、錫、鋅可形(xing)成多(duo)種固溶體(ti)，使胎(tai)體(ti)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)得(de)到(dao)強化。

       二、錫(xi)在粘結劑中的(de)作用

       錫是降低液態(tai)合金(jin)(jin)表面張力的元素(su)(su)，具有降低液態(tai)合金(jin)(jin)對金(jin)(jin)剛(gang)石潤濕角的作用(yong)，是改(gai)善粘(zhan)結(jie)金(jin)(jin)屬對金(jin)(jin)剛(gang)石潤濕的元素(su)(su)，可降低合金(jin)(jin)的熔點，改(gai)善壓制成形(xing)性。所(suo)以Sn在粘(zhan)結(jie)劑中(zhong)的應用(yong)十(shi)分廣泛，但因Sn的膨(peng)脹系數大，使用(yong)受到(dao)一定的限制。

       三(san)、鋅在粘結劑(ji)中的作用

       在金(jin)剛(gang)石(shi)工具中，Zn和(he)Sn有(you)許(xu)多相似(si)之處，如熔點低、變形性好(hao)，在改(gai)變對金(jin)剛(gang)石(shi)的潤濕性上(shang)Zn不如Sn。金(jin)屬Zn的蒸汽壓很高，容易(yi)氣化(hua)，所以(yi)在使用(yong)時要注意(yi)Zn的用(yong)量。

       四、鋁在粘(zhan)結劑中(zhong)的作用(yong)

       金屬鋁是性能優異的(de)輕金屬，是良好的(de)脫氧劑。在800℃時，Al對金剛(gang)石(shi)的(de)潤濕角為(wei)75°，在1000℃時潤濕角為(wei)10°。在金剛(gang)石(shi)工具的(de)粘結劑中(zhong)加入鋁粉(fen)可以(yi)在胎體合金中(zhong)形成(cheng)碳化物Ti3AlC和金屬間(jian)化合物TiAl。

       ;五、鐵(tie)在粘結劑(ji)中的(de)作(zuo)用

       鐵(tie)在粘結(jie)(jie)劑(ji)中有(you)雙(shuang)重(zhong)作(zuo)用，一是(shi)(shi)(shi)與金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)形成滲碳體碳化(hua)物，二是(shi)(shi)(shi)與其(qi)他元(yuan)素合金(jin)(jin)(jin)化(hua)，強化(hua)胎體。鐵(tie)與金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)的潤濕性(xing)好于(yu)銅和鋁(lv)，鐵(tie)與金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)的附著力(li)比鈷(gu)高。而(er)且Fe基(ji)合金(jin)(jin)(jin)溶解適量的碳后有(you)利于(yu)它(ta)與金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)的結(jie)(jie)合，也(ye)就是(shi)(shi)(shi)說Fe基(ji)合金(jin)(jin)(jin)適度刻蝕金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)可增大結(jie)(jie)合劑(ji)與金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)間的結(jie)(jie)合力(li)，在現(xian)實生產中，鋸(ju)片(pian)斷口(kou)上一般不會出現(xian)金(jin)(jin)(jin)剛(gang)(gang)石(shi)(shi)(shi)光滑裸露，而(er)是(shi)(shi)(shi)被一層合金(jin)(jin)(jin)覆蓋，這就是(shi)(shi)(shi)結(jie)(jie)合力(li)加強的表(biao)現(xian)。

       六、鈷在結(jie)合劑中(zhong)的作用(yong)

       Co和(he)Fe同屬過(guo)渡族元(yuan)素，特(te)(te)點相近。Co在特(te)(te)定條件下能和(he)金剛(gang)(gang)石(shi)形成碳化物Co2C，并在金剛(gang)(gang)石(shi)表面覆蓋極薄的鈷膜(mo)。這樣(yang)Co既可以(yi)(yi)降(jiang)低與金剛(gang)(gang)石(shi)的內界面張力，液相下對(dui)金剛(gang)(gang)石(shi)又有較大(da)的附著力，所以(yi)(yi)Co是優秀的粘結材料。

       七、鎳在粘結劑中的作(zuo)用

       鎳(nie)是(shi)面(mian)(mian)心立方結構，有良(liang)好的(de)(de)(de)延展性、韌(ren)性和(he)抗(kang)氧(yang)化性，與銅可以(yi)(yi)無限互(hu)溶，鎳(nie)是(shi)促成奧氏體化的(de)(de)(de)元(yuan)素，可以(yi)(yi)擴大α相區，與C反應比(bi)較(jiao)困難，高溫燒結時與金(jin)(jin)剛(gang)石的(de)(de)(de)內界面(mian)(mian)反應幾乎不(bu)發(fa)生(sheng)。但液態Ni可以(yi)(yi)牢(lao)固(gu)附著(zhu)在碳纖(xian)維表(biao)面(mian)(mian)，形成一(yi)層極(ji)薄(bo)的(de)(de)(de)膜。在金(jin)(jin)剛(gang)石工具的(de)(de)(de)粘結劑(ji)中，Ni是(shi)不(bu)可缺少的(de)(de)(de)元(yuan)素，在Cu基合金(jin)(jin)中，加入(ru)Ni可以(yi)(yi)和(he)Cu無限互(hu)溶，可以(yi)(yi)強化胎(tai)體合金(jin)(jin)化，抑制低(di)熔點金(jin)(jin)屬(shu)流(liu)失，增加韌(ren)性和(he)耐磨性。在Fe基合金(jin)(jin)中加入(ru)Ni和(he)Cu，可降低(di)燒結溫度，減輕(qing)粘結金(jin)(jin)屬(shu)對金(jin)(jin)剛(gang)石的(de)(de)(de)熱(re)蝕，選擇適(shi)當(dang)配比(bi)的(de)(de)(de)Fe、Ni加入(ru)量，可以(yi)(yi)大大提高Fe基粘結劑(ji)對金(jin)(jin)剛(gang)石的(de)(de)(de)把持力(li)。

       ;八、錳在粘結劑中(zhong)的作用(yong)

       錳在金屬粘結劑中，與(yu)鐵的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)相(xiang)似，但滲透能力和(he)脫氧能力較強，且容(rong)易氧化。一般Mn的(de)(de)(de)加入量不(bu)高，有脫氧和(he)強化胎體的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)。

   ;    九(jiu)、鉻(ge)在粘結劑中的作用(yong)

       金(jin)屬鉻(ge)是(shi)一種強碳化物形成元(yuan)素。在金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)槽型鋸片胎(tai)體中，鉻(ge)可(ke)以起(qi)到消音的(de)作用，原(yuan)因與Cr的(de)激活能(neng)有關。在Cu基胎(tai)體中添(tian)加少量的(de)Cr，可(ke)以降(jiang)低銅基合金(jin)對金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)的(de)潤濕角(jiao)，并(bing)提高銅基合金(jin)對金(jin)剛(gang)(gang)石(shi)的(de)粘結(jie)強度(du)。

       十、鈦(tai)在(zai)粘結劑中的(de)作用

       鈦是易氧化、難還原的強碳化物形成元素，有氧存在時Ti優先生成TiO而不生成TiC。金屬鈦是良好的結構材料，具有高溫下強度降低少，耐熱、耐蝕、熔點高等特性。有關研究表明，在金剛石鋸片胎(tai)體(ti)中加入適量鈦(tai)，有利于(yu)提高(gao)鋸片的使用壽命。

       十(shi)一、鎢在(zai)粘結(jie)劑(ji)中的(de)作用(yong)

       鎢(wu)是強碳化物(wu)形成元素，可以作(zuo)為骨架材料。在金剛石表(biao)面沉積一(yi)定數量的鎢(wu)粉，燒(shao)結(jie)后在金剛石表(biao)面生成WC，W?Co?V，W?Co?C。鎢(wu)和其(qi)他粘(zhan)結(jie)金屬(shu)比(bi)如Cu，Co，Ni，Fe等都(dou)有較好(hao)的相容性。

       十(shi)二(er)、稀土元素在(zai)粘結劑中的作(zuo)用

       稀土(tu)元素可(ke)以有(you)(you)效(xiao)降(jiang)低(di)合金(jin)的(de)(de)熔點；La，Ce具有(you)(you)很強的(de)(de)脫(tuo)氧，脫(tuo)硫(liu)，脫(tuo)氨作(zuo)用，有(you)(you)抑制氧化物(wu)，硫(liu)化物(wu)，氮化物(wu)等雜(za)物(wu)在界面(mian)偏聚(ju)的(de)(de)作(zuo)用；可(ke)提(ti)高材(cai)料的(de)(de)抗(kang)彎強度；在高Co或純(chun)Co胎體，稀土(tu)元素Ce的(de)(de)添(tian)加有(you)(you)利于(yu)胎體機械性能的(de)(de)提(ti)高，在青銅基胎體中加入少量Ce即可(ke)起到很好的(de)(de)作(zuo)用（約0.12wt%）。

       十三、硅(gui)在金剛石工具粘結劑中的(de)行(xing)為(wei)

硅的線膨脹系數與金剛石接近，比其它金屬都低；在加熱與冷卻過程中的體積效應較小；硅與金剛石的相容性好；硅可降低合金的熔點，并且有較強的脫氧能力。
       參(can)考資(zi)料：《金剛石與金剛石工具知(zhi)識問答》張紹和