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刀头加工


刀头加工包括三个基本程序:

1.
准备好预合金粉及金刚石:
2. 预合金粉和金刚石混合
3.
冷压烧结


Mixer diamnd metal powders

合剂的单位体积

金刚石的热稳定性

导致金刚石高温强度下降的成因:
内部石墨化
在含有溶剂 / 催化剂金属的金属夹杂物周边发生,正当金刚石在大概700°C 左右开始被再催化成为石墨的时候出现。石墨在这个温度变得更稳定,而每单位质量的压力容量亦更大,令金刚石开始进行内部膨胀 → 压力。

表面氧化
热力激发碳分解 - 碳粘结在金刚石的表面,氧气对碳作出反应 → 碳便出现氧化;此情况令金刚石表面被腐蚀,而这种反应通常在缺陷中出现 (例如:位置错乱)。

表面石墨化
由存在于刀头阵的催化剂金属 (Co, Fe) 引致,金刚石转化回石墨,令其表面颜色变深。在这些深色的表面进行化学解堵,会显示出表面腐蚀的情况,这种反应通常在缺陷中出现 (例如:位置错乱)。

Saw diamond at room temperature in argon

室内温度

Effect of heating in flowing argon @ 1100°C

在流动氩 @ 1100 °C的加热效果

Saw diamond

室内温度

Effect of heating in static air @ 1100°C

在静止空气 @ 1100 °C的加热效果

Saw diamond at room temp

室内温度

Effect of sintering in Fe bond @ 900°Cs

在Fe粘结剂 @ 900 °C的烧结效果

Graphitsation

石墨化

Reduced graphitsation due to the coating

因涂层的关系令石墨化减少了


切割速率 出刃高度 基体 本平面 平面 刃高度

金刚石出刃高度
图中显示随切割速率变化相对于金刚石出刃理论高度。

由于结合剂被侵蚀的原因,使金刚石一开始的出刃高度迅速提升,之后便趋于平稳。
金刚石的大小决定其出刃高度的最高上限 (如果金刚石及结合剂之间的黏附力是足够的话)。假如磨损是由于微裂缝而造成,金刚石的出刃高度会受制于其结构及属性所限。


涂层的功效
保留性 - 弱环理论:
「一环薄弱,全局必垮」(链条的强度是由最薄弱的环节决定的)。

涂层的作用是在刀具制造时保护金刚石,提升它在磨料应用程序进行时的颗粒结合力。
成功进行涂层保护的要素是取决于一平衡的涂层粘结反应、刀具设计方面能顾及涂层在表现上的效力 (高力量) 及刀具制造者能采取良好的刀具制造法。

刚石 刚石 刚石 基质 基质

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