超硬材料燒結制品生產的預合金粉應用問題

        羅伯誠 磨商網四川大學科技園磨料磨具產學研合作基地技術支持總工

　　眾所周知，超硬材料燒結制品是由超硬材料磨粒和金屬粉末（往往是多種金屬粉末）按一定配比均勻混合后，再壓制、燒結而成的。在這里，主要對超硬磨粒起包裹、“把持”作用的金屬粉末被稱為“結合劑”。

　　迄今為止，國內大多數超硬材料燒結制品生產企業仍然習慣于使用單質金屬粉按照設計配方進行配料（有點像“揀中藥”）。這種沿革歷史的配料方法有其明顯的缺陷：混合粉料組分配比很難做到均勻。其直接后果是造成燒結制品的質量控制出現問題，制品的性能難以穩定，不易達到“專業級”產品的要求水準。隨著市場競爭的日益激烈和對產品性能提升的追求，預合金粉逐漸走到了超硬材料燒結制品生產的前臺。

　　預合金粉和單質金屬粉配料的特點比較

　　對于從事超硬材料燒結制品生產的人們來說，*為熟悉的預合金粉當推663青銅粉。它是由專業生產廠家預先制成的合金粉，燒結制品生產廠家可以拿來就用，其方便程度就像“中成藥”。下面的表格對單質粉和預合金粉作出了基本比較。（見表1）

　　不過，目前可供超硬材料燒結制品生產廠家選用的預合金粉品種還不多，迫使人們走了一條“中間道路”，將預合金粉與單質粉混用，預合金粉的優勢難以充分得到發揮。這種狀況的改變有待預合金粉生產廠家和使用廠家共同努力。

　　使用預合金粉無需大的工藝調整

　　在粉末冶金領域，與生產工藝制定或調整相關的金屬粉末工藝性能通常有如下幾種：

　　1、松裝密度 金屬粉末在松散狀態下自由落入已知體積的容器中，測得的單位體積質量。

　　2、搖實密度（又稱振實密度） 已知體積容器中的金屬粉末經機械振動后，其密度不再增加的終止數值。

　　3、流動性 金屬粉末填充一定形狀容器的能力。

　　4、壓縮性 金屬粉末在壓制過程中的被壓縮能力。

　　5、成型性 金屬粉末被壓制后，其壓坯保持既定幾何形狀的能力。

　　迄今為止，在預合金粉的使用實踐中，除去有時需要適度增大一點成型壓力之外，并未出現需要對現行工藝實行重大調整的跡象。

　　值得關注的非晶合金粉末

　　物質是晶態還是非晶態，取決于其內部結構中原子的排列是長程有序排列還是相反。非晶合金原子間結合是金屬鍵，而非共價鍵，所以其特性多與金屬相關。目前，已能制出的非晶合金有好幾百種，其組元從二元系到八元系合金都有，涵蓋Pd、 Pt、Au、Ln、Ce、Nd、Pr、Er、Ho、Mg、Ca、Cu、Ti、Fe、Co、Ni、Zr基等合金體系，是具備優異理、化、力學性能的結構與功能材料。把非晶合金粉末用于超硬材料燒結制品定有意想不到的結果。

　　在看不到的“市場之手”持續作用下，可以預期，未來的超硬材料燒結制品將會形成中、低端產品主要由單質粉制作，高端產品主要由預合金粉（含非晶合金粉）制作的局面。人們將拭目以待。

　　（羅伯誠， 720研究所、四川大學、教育部輻射物理及技術重點實驗室；羅林，四川大學超硬材料實驗室。）

　　本文轉載于《磨料磨具》雜志第15期，參考磨商網鏈接：

　　http://www.momo35.com/cn/zhuanti/zazhi/index.htm