金属预合金粉末的应用领域及应用特点

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目前，各类金属预合金粉末几乎应用到了超硬材料工具制作的各个方面，涉及石材、陶瓷、混凝土、玻璃加工等领域。

1　石材加工工具

涉及石材的切割、磨削和钻削，其中石材切割锯片的应用量最多。

二元合金作为基础合金可广泛适于各类工具，在花岗岩锯片中应用量最大的是Fe-Cu系列合金，包括水雾化法、化学置换法及电沉积法所制备的预合金粉，这类粉末适合生产中低档制品。大理石锯片中主要是Cu-Sn系列合金粉。

三元以上预合金粉末主要以水雾化的Fe-Cu（Ni/Co）-Sn、Fe-Co-Ni、Fe-Co-Cu等系列预合金粉末为主，辅以化学法所制备的Fe-Co-Ni、Fe-Co-Cu系列合金粉末，这类粉末适于制备中高档制品，其中含镍粉末在兼顾锋利度的同时主要侧重于使用寿命，而含钴粉末则可同时兼顾锋利度和使用寿命。大理石锯片则以Cu-Co-Sn系列合金粉末为主。

四元及以上组分的预合金粉末基本为雾化预合金粉末，主要是Fe-Cu-Ni-Sn、Fe-Cu-Co-S系列预合金粉末，这类合金粉末适于制备中高档制品。

上述各类预合金粉末共同的应用特点是：可以降低烧结温度，改善胎体组织的均匀性，提高烧结强度及致密性，提高胎体组织对金刚石的机械把持力，提高工具的锋利度和使用寿命。

2　陶瓷加工工具

陶瓷锯片用预合金粉末主要有Fe-Cu-Ni-Sn、Fe-Cu-Co-Sn、Fe-Cu-Co及Cu-Sn系列。此类预合金粉的特点是烧结温度低、烧结组织细腻、胎体硬度适中、抗弯强度中等、胎体磨损性不强。

陶瓷刮刀的胎体硬度要求高，一般≥HRB95。粗刀要求锋利度好，使用寿命长，应用较多的是基础合金Fe-Cu系列，其特点是烧结组织致密化程度好，硬度高，使用寿命长。细刀在兼顾锋利度和使用寿命时较多采用Fe-Cu-Ni-Sn系列合金粉，其特点是烧结温度低、硬度高、致密化程度高、耐磨性好。同时胎体与金刚石的磨损适配性较好，金刚石在工作过程中可保持合适的出刃高度。

适合于磨边轮的预合金体系主要是Fe-Cu-Ni-Sn系合金。此类合金的特点是烧结温度低、烧结胎体硬度高、胎体对金刚石的机械把持力好、胎体与金刚石的磨损适配性好，在磨削过程中金刚石能保持适当的出刃高度，可同时兼顾锋利度和使用寿命。在产品制备过程中要特别注意与预合金相配合使用的其它单质粉末的氧含量，通常要求其氧含量低于4000×10-6。

目前适于陶瓷磨块的预合金粉末主要以Fe-Cu及Fe-Cu-Ni-Sn合金体系为主，配以适量的低温脆性材料及造孔剂等调节成分。预合金体系本身的烧结硬度＞HRB100，但烧结磨块的硬度通常在HRB85~95为宜。硬度太低，磨块使用寿命短；硬度太高，锋利度差，易出现磨不动、打滑等现象。通常中粗粒度的磨块要求在较高的加工线速情况下，能保持良好的锋利度，磨削加工量应高于5万平米，而细粒度磨块则要求磨削加工量高于10万平米，使用预合金粉在锋利度和使用寿命方面都能很好的满足要求。

3　工程钻头

目前，适合于制作工程薄壁钻的预合金粉有Fe-Cu、Fe-Cu-Ni-Sn、Fe-Cu-Co-Sn、Fe-Co-Cu等合金系列，配以适量的WC或W粉，适合于湿钻的中低档钻头，也可用于砖墙的干钻打孔，其锋利度和使用寿命都能满足需要。此类合金的特点是胎体的成本低，烧结致密化程度较高，硬度高（＞HRB100），机械强度较好（抗弯强度850~1100MPa），钻削过程中不易断齿。但对应用于高强度钢筋混凝土构件的钻头，其烧结胎体要求Co含量极高，对金属粉末的表面质量及颗粒度要求极高，要求胎体的机械强度高（＞1100MPa），不仅要求对金刚石具有良好的把持力，而且也要具有优良的散热性能，特别是干钻时，对烧结胎体金属粉末的要求更高；同时，也要求采用细颗粒的耐磨骨架材料，在保证耐磨性的同时，还要有良好的自锐性。

4　混凝土锯片

适于制备混凝土锯片的预合金种类较多，有各种方法所制备的Fe-Cu、Fe-Co（Ni）-Cu、Fe-Ni（Co）-Cu-Sn等多种预合金粉末系列，其中Fe含量通常超过50%。这类预合金粉末的突出特点就是要求其具有较高的烧结强度、硬度和致密度。

5　地质钻头

烧结地质钻头由于生产厂家分散，产业集中度差，所消耗的金属结合剂数量不多，也未引起各个合金粉末厂家的足够重视，未在此领域开发专门的预合金粉末。但上述提及的预合金粉末亦可在此领域应用，只是目前还缺乏应用开发，影响了预合金粉末在此领域中的推广应用。

6　玻璃加工工具

由于这类工具的金属结合剂消耗量相对较少，目前基本上还是以单质金属粉末为主，各个合金粉末厂家基本上未在此应用领域进行开发，客户大都沿用传统的配方体系，市场所用预合金粉末只有部分Cu-Sn合金。

7　金属结合剂砂轮

由于金属结合剂砂轮在整个砂轮行业中所占比例不高，其消耗的金属粉末量不多，预合金粉末在此领域中的应用极少，只有部分Cu-Sn合金，市场上亦缺乏专业化的预合金粉末产品。