实现合金层与钢丸的较高结合强度的主要因素

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　　钢丸与一般的金属、合金之间有很高的界面能，其表面不易被熔化的金属或合金所浸润。根据理论分析及文献报道，在一定的条件下，某些过渡族元素如ti、v、cr、zr、mo、w等，在一定条件下可与钢丸的碳元素在表面形成碳化物，而通过这层碳化物的作用，钢丸、钎料和钢基体三者就能通过钎焊实现牢固的冶金结合，这就是钢丸高温钎焊的原理。金刚石钎焊的质量在很大程度上取决于所使用的钎料、钎焊工艺及方法。因此，提高对钢丸磨粒把持力的关键就是寻求与之相适应的活性钎料、钎焊方法和钎焊工艺。

　　采用的钎焊工艺为：先用火焰喷镀法（氧－乙炔焊枪）将钎料合金（主要成分为72％ni、14.4％cr、3.5％fe、3.5％si、3.35％b和0.5％o2）镀于工具钢基体上，并将钢丸排布于焊料层面上，然后在1080℃、氩气保护下高频感应钎焊30秒实现钢丸与钢基体的结合。钎料合金中的cr作为一种强碳化物元素，在钎焊过程中向钢丸表面富集而实现钢丸的表面金属化。研磨丸

　　采用真空炉中钎焊的方法，在高温钎焊过程中分别采用了活性钎料和镍基钎料来实现钢丸与基体的结合。在加工玻璃的实验中，与电镀钢丸[http://]工具相比，高温钎焊钢丸工具的性能更为优异，钎焊工具的起始磨削性能是电镀工具的3.5倍以上，寿命是电镀工具的3倍以上。南京航空航天大学的肖冰等利用高频感应钎焊方法，用ni-cr合金钎料真空感应钎焊30秒，钎焊温度1050℃，将钢丸牢固地钎焊在钢基体上。经x射线衍射分析发现，合金钎料与钢丸在界面生成cr7c3和cr23c7，因此这种钎焊工艺可以确保合金钎料层与钢丸之间的高强度结合。在后续的大负荷磨削实验中，未发生钢丸整颗脱落，说明钎料对钢丸具有较高的把持强度。姚正军等利用ar气保护炉中钎焊的方法，以ni-cr合金粉末作为钎料，控制钎焊温度1050℃、保温时间6min和冷却速度30℃/min，实现了钢丸与钢基体的牢固连接。利用扫描电镜和x射线能谱，结合x射线衍射结构分析，发现钎焊过程中ni-cr合金中的cr元素分离出来在钢丸界面形成富cr层，并与钢丸表面的c元素反应生成cr3c2和cr7c3，这是实现合金层与钢丸的较高结合强度的主要因素。重负荷磨削实验表明，钢丸为正常磨损，无整颗钢丸脱落，能够适用于高效磨削加工。卢金斌等利用真空炉中钎焊的方法，以ni-cr合金作为钎料，钢丸直接排布在ni-cr合金上，适当控制钎焊工艺，实现了钢丸与钢基体之间的牢固连接。

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