孙为云, 孙长红, 康 杰, 于 奇, 丁紫阳, 刘胜新

(1. 郑州职业技术学院 材料工程系, 郑州 450121)(2. 郑州机械研究所, 新型钎焊材料与技术国家重点实验室, 郑州 450001)(3. 郑州大学 材料科学与工程学院, 郑州 450001)

金刚石磨边轮是加工陶瓷抛光砖棱边的重要工具。陶瓷抛光砖是一种多晶复合材料，种类繁杂，具有耐磨性好、硬度高、薄脆、耐热冲击性差等特点[1]，对其加工难度较大，所以对金刚石磨边轮的性能要求很高。磨边轮主要由金刚石、胎体材料、钢基体3部分组成，胎体材料自身的力学性能、胎体与金刚石间的界面结合强度以及胎体与钢基体的焊接强度等均是影响磨边轮使用性能和寿命的重要因素[2]。目前，金刚石磨边轮的胎体主要采用金属基结合剂，常用的有加工平板玻璃用的Co基[3]，切割磨削石材、瓷质砖用的Cu基[4]、Al基[5]和Fe基[6]等。经对比研究，Co基综合性能较好，但生产成本高；Fe基价格实惠且具有较好的力学性能；同时，Fe的热膨胀系数比Cu、Al都低，因此Fe基结合剂烧结和冷却时的体积变化要比Cu基、Al基的小。但Fe基结合剂一般烧结温度偏高，通常会对金刚石有侵蚀作用[7]。所以，一般通过添加低熔点组元Sn、Zn等来改善Fe基结合剂的粉末烧结活性，使烧结进程中的不同粉体颗粒间发生相互扩散并使成分逐渐均匀化，依据的原理是合金热力学与扩散动力学[8-9]。

Fe基胎体中添加的Sn、Zn粉不仅起到降低胎体烧结温度的作用，且由于Sn、Zn表面张力较小，可与多种金属形成有限互溶。当Sn、Zn粉添加量适当时，可得到比较均匀的合金相组织[10]，以获得满足陶瓷抛光砖棱边加工要求的机械强度、韧性等。……