在钎焊过程中所涉及到的主要的工艺参数是钎焊温度、钎焊时间、保温时间和加热速度,它们直接影响到钎料与基体及金刚石之间的相互作用,从而影响焊接强度。
钎焊温度对焊接强度的影响主要表现在,当钎焊温度过低时,钎料的铺展性、流动性和润湿性差,焊接强度低;当钎焊温度过高时,钎料氧化严重,金刚石会产生失重与石墨化。因此,钎焊温度选择高于钎料熔点50C为宜。钎焊时间应尽可能地短,因为钎料中含有强碳化物形成元素,在较长时间作用下,可通过界面碳化物膜的扩散继续与金刚石表面反应,使界面生成的碳化物膜不断加厚,从而降低钎料与金刚石的结合力。钎焊后保温的目的主要是促进钎料对金刚石和基体充分润湿和扩散,减小由于金刚石与钎料合金之问较大的热膨胀系数而引起的内应力,排除焊接结合面中的气体。但长时间的保温会使钎料氧化、挥发,影响结合强度。保温时间宜控制在25min之内,采用焊后断续低温通电的方法保温缓冷的效果较好。加热速度采用二级加热工艺,主要考虑到钎料中各元素的线膨胀系数差异较大,不同组元的热变形将产生较大的内应力,二级加热可以减缓内应力的产生,还可以使一次加热残留的气泡排除,增强结合强度。 根据钎料合金的不同,第-次加热到550- 6809C,停 留3s~ 6s后再进行第二次加热到钎焊温度。
由于目前对金刚石颗粒与钎料及基体间结合强度的研究主要集中于用扫描电子显微镜及射线能谱仪对结合界面进行形貌观察和定点成份分析阶段,还没有形成一套有效、规范而通用的强度测试方法,所以现在大部分的强度研究是以测量磨削后金刚石磨粒的脱落程度来评定钎料对金刚石颗粒及工具基体的把持强度。
为检验采用.上述工艺制成的金刚石磨轮的磨粒是否有足够的把持强度,对3种钎焊金刚石磨片做了磨削试验。机床采用DKT-1型多功能石材加工机床,磨削速度v=28m/s,进给速度v-=0.02m/s,背吃刀量ap=0.08mm,磨削时间=7min.磨削材料为石材“济南青",磨削过程中使用冷却液对磨片和石材进行冷却。