单层金刚石工具的钎焊

单层金刚石工具的直接钎焊，主要应用于砂轮修整笔、测量量具、石材工具、宝石或玻璃雕刻工具和金刚石砂轮、金刚石磨轮、金刚石锉刀的制造。钎焊工艺可实现金刚石、钎料和金属基体的冶金结合，具有较高的连接强度，金刚石的出刃高度远大于电镀工艺，因而钎焊单层金刚石工具锋利、容屑空间大，使用过程中不易堵塞，金刚石磨粒的利用率高。

大多数钎料合金难以润湿金刚石，且金刚石在高温下容易被石墨化和氧化，受金刚石石墨化转变温度所限，即便在真空环境中金刚石钎焊温度也不宜超过1 050℃。钎焊金刚石可供选择的钎料种类少，所选的钎料既要保证与金刚石有良好的润湿，能与金刚石产生化学冶金结合作用；同时又要保证金刚石的锋利度，钎料不能对金刚石有过度的侵蚀；此外，钎料的磨损性能还要与被加工材料相适应，以保证金刚石出露高度和较长的使用寿命。

钛、锆、铬、钒等碳化物形成元素，能很好地浸润金刚石，但是它们的熔化温度太高，在高温下金刚石将严重石墨化；钴、铁、铝在液态时能有效润湿金刚石，但在可润湿温度区间对金刚石有剧烈的侵蚀作用。目前常采用两种工艺来提高钎料对金刚石的润湿性及减少金刚石的热损伤，一种是在常规合金钎料中添加某些活性元素以改善对金刚石的润湿性和亲和力；另一种方法是在金刚石表面镀覆金属，在采用高熔点钎料钎焊时，表面金属可有效保护金刚石减少其热损伤，同时改善了钎料对金刚石表面的润湿性。

在常规合金钎料中加入活化元素形成新钎料有两大类，铜基和银基系列有Ag-Cu合金钎料、Cu-Sn合金钎料和Ni-Cr合金钎料。采用Ag-Cu，Cu-Sn低熔点合金钎料，主要是考虑减少金刚石的热损伤，但是钎焊后的工具强度低，难以实现强力磨削。采用Ni-Cr合金钎焊的金刚石工具，具有良好的耐磨削性能和耐高温性能。

钎焊单晶或单层金刚石工具工艺方法有：真空炉中钎焊、激光钎焊和气保护高频感应钎焊。真空炉中钎焊生产效率高，而且加热均匀，可以焊接结构复杂、尺寸较大的工件；激光钎焊是利用激光束作为焊接热源，焊接时工件局部受热快，金刚石在高温状态下的停留时间短，可有效避免金刚石发生石墨化转变；气保护高频感应钎焊利用高频感应，同时对基体和钎料合金进行加热，加热温度高，加热速度快，温度容易控制，可以局部加热，容易实现自动控制。