稳定金刚石刀头质量的有效方法之一

1、金属粉末彻底还原的必要性

金属粉末在自然环境下的氧化是造成金刚石刀头质量不稳定的重要因素。虽然现在已经采用了金属粉末还原工序，但是通常都是在混料前对单质金属粉末进行还原。还原后的粉末还要经过混料、冷压、装模、热压等后续工序，由于粉末的表面积巨大，后续工序过程中粉末存在着二次氧化，在湿热地区，这种二次氧化带来的后果尤为明显。

我们可以这样认为：在热压工序前进行还原才是最彻底的还原，而且十分必要。

2、金属粉末预合金的必要性

使用经过预合金的金属粉末，可以提高刀头的性能。但是为了改善刀头的可压制性，通常在配料中还是会采用一部分单质金属粉。我们在热压烧结时，会在温度上升到600-700°C阶段时设置一个保温平台，以期达到单质粉末间的预合金效果。由于保温时间比较短，单质粉末间预合金效果不是很显著。

我们可以这样认为：热压烧结前粉末的预合金化程度越高越好，也是十分必要的。

3、冷压刀头还原工艺及刀头还原炉简介

为了解决上面两个问题，我们采用了冷压刀头高温还原工艺。

该工艺使用的是腾龙牌“高温刀头还原炉”，还原温度为刀头热压烧结温度的85-90%（举例：如烧结温度为800°C的刀头，采用700°C还原温度），高温段还原时间为90-120分钟，具体还原时间的长短，以刀头内外色泽一致为标准来确定。

经过高温还原后的刀头，有以下明显变化：

1)脱碳充分，热压烧结时没有烟雾了，提高了刀头的致密性，改善了工作环境。

2)刀头掰断观察，内外色泽一致，还原很彻底。

3)掰断很费劲，50厘米高度跌落不碎，强度增大，有明显的预合金效果。

4）在常温自然环境下放置3天，与新还原刀头对比，目视色泽没有明显变化，可以推断其抗氧化性能有大幅提高，同时也验证了有预合金的效果。

5）热压烧结后用滚筒去毛刺时发现，以前的刀头只需要2小时，而现在需要10小时才能达到相同的效果，说明刀头的合金化和强度都有大幅提高。

6）热压烧结后与未经高温还原的刀头相比，硬度平均提高了8度。

刀头还原炉为隧道推舟式，每隔30-40分钟推入一舟，每舟可放冷压刀头400-500粒，日产量约15000粒。使用纯氢气，氢气排出口有自动点燃装置，没有烟雾（烟雾中的碳已被充分燃烧）。两端为敞口加活门，不会发生爆炸事故，是绝对安全型设备。一瓶氢气可以用24-36小时。（目前售价26000元/台，联系电话：13812771886马天）

4、刀头切割性能抽样跟踪对比

经过高温还原的刀头，各项性能相当稳定。连续5个多月做抽样锯切跟踪试验，每批相同配料的锯片性能都很稳定，几乎没有差别。

对配料作微量调整的刀头，在锯切试验中可以看出明显的差异。这是因为在各项影响因素都被排除了以后，配方作少量调整，锯片性能就会反映出相应的变化。

我们做过对比切割试验，做过刀头后还原工序的刀头比没有做过刀头后还原工序的刀头，无论是锋利度还是寿命都有显著提高。对比试验提高幅度达到30%和55%。对比试验结果是：（刀头规格40x3.2x8，锯片直径350毫米，主轴转速2850转/分）

5、结论

金刚石烧结刀头在制造过程中，最应该关注和解决的是金属粉末的氧化问题。相同配方的刀头，出现质量不稳定的现象，粉末氧化是主要原因。采用冷压刀头后还原工艺，排除了自然环境影响因素，使金属粉末得到彻底还原，同时还产生了预合金的效果，是稳定和提高制品质量的保障。

高温后还原工艺的广泛应用，必将使我国金属结合剂金刚石制品的质量大幅提高。