于 奇, 马 佳, 龙伟民, 钟素娟, 于新泉, 潘建军

(郑州机械研究所有限公司， 新型钎焊材料与技术国家重点实验室， 郑州 450001)

金刚石工具的胎体成分由Fe、Cu、Sn、Zn、Ni等金属元素构成，长期以来主要采用金属单质粉末机械混合获得，胎体烧结温度高，低熔点的金属易流损和偏析[1]。采用预合金粉可有效避免胎体成分偏析，提高金刚石工具的综合性能，在金刚石工具行业中得到广泛使用[2]。随着金刚石工具行业的拓展和制造技术的进步，预合金粉研制需针对金刚石工具锋利度和使用寿命协同的特点进行，要求其能提高胎体的耐磨匹配性、对金刚石的把持力好，且具有良好的压制性、烧结性和安全性[3-4]。CuSn10预合金粉烧结范围宽、机械性能优良，但是在烧结过程中作为黏结相存在硬度偏低，对金刚石把持力弱，通用性欠佳等问题[5]。

传统金刚石工具制造过程中胎体与金刚石间一般形成机械包镶，使用过程中的金刚石易脱落，胎体磨损消耗快，导致金刚石工具锋利度和使用寿命很难协同[6]。钎焊金刚石工具的烧结过程包括了钎焊全过程，黏结相中出现的瞬时液相将Fe、Ni等骨架相钎焊粘连，获得最紧密的堆砌和最小的孔隙总表面积的同时，也实现了黏结相与骨架相材料的微界面化学冶金反应[7-8]。

将钎焊理念引入金刚石工具胎体的烧结中，将Zn、Ni添加至CuSn合金中并制备成粉末，解决单质Zn易流失、易挥发的难题，同时优化胎体的显微组织结构。通过设计以CuSn10合金为基础的多元适配型预合金粉末，提高胎体耐磨性，改善其对金刚石的润湿性，以期提升金刚石工具的锋利度和寿命。……