8
不同烧结温度下,通过铁基结合剂胎体对金刚石的把持力系数的变化可以看出:未镀和镀钛金刚石的把持力系数随烧结温度的升高有相同的变化规律,在730 °C 时把持力系数。在不同的烧结温度下,镀钛金刚石节块的把持力系数均**未镀的,说明金刚石表面镀钛后,胎体对金刚石的把持能力提高,即胎体与金刚石间的结合强度增加。此外,把持力系数与烧结温度之间没有线性关系 [4] 。
通过不同烧结温度下铁基结合剂胎体以及分别含未镀金刚石和镀钛金刚石节块的抗弯强度可以看出:随着烧结温度的升高,结合剂胎体的抗弯强度先升高再降低,从700 °C 的542 MPa 增加到730 °C 的565 MPa,在760 °C 时达到值589 MPa,然后在790 °C 时降到565 MPa。原因分析如下:在760 °C 之前,结合剂胎体存在欠烧的行为,胎体还没有致密化。温度升高,烧结时液相量增加,节块空隙减少,对金刚石的润湿性好,节块抗弯强度相应提高。在760 °C 以后,有过烧行为,出现流料现象,同时过高的温度导致铁基对金刚石的严重侵蚀,金刚石发生碳化,使得金刚石与铁基结合剂的界面结合强度**下降
若金刚石表面没有镀覆层,高温烧结时铁合金中的元素会对金刚石表面产生较严重的化学侵蚀(如使金刚石表面石墨化),从而影响结合剂对它的把持力和金刚石的强度。金刚石表面镀钛后,依靠镀钛层的中介作用,结合剂牢牢地把持着金刚石。这说明使用镀钛金刚石能够改善铁基结合剂与金刚石界面的结合状况,增强了结合剂对金刚石的把持力[8]。铜基结合剂与金刚石的结合与此类似 [5] 。
镀钛工艺有:真空镀膜和喷涂工艺等
真空镀膜包括:磁控溅射法,电弧离子镀法等,如果在镀膜过程中通入氮气可以形成氮化钛,镀层颜色金,否则白色。该方法镀层薄,一般在15个微米左右,镀层光亮不需要后续加工。喷涂的方法有冷喷涂法。涂层很厚可以达到毫米量级,表面粗糙需要后续加工
碳化钛与氮化钛镀层的区别:颜色不同,碳化钛(黑色)氮化钛(金色)硬度不同,碳化钛比氮化钛硬度高,但抗高温氧化性能碳化钛不如氮化钛,因此出碳氮化钛膜。近些年还比较流行的有氮化钛铝,氮化铬膜等。在工艺上碳化钛比氮化钛工艺难一些,控制范围更窄。以上的两种镀层工艺已经非常成熟,分装饰镀和刀具镀,装饰镀一般很薄不**过1微米,工具镀要求较厚3-5微米。