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　　金剛石工具定義：金剛石工具是指以人造金剛石為切磨材料，借助于結合劑或其它輔助材料制成的具有一定形狀，用于加工石材、陶瓷、玻璃、混凝土等非金屬硬脆材料的系列工具。

　　1金剛石

　　金剛石俗稱“金剛鉆”。也就是我們常說的鉆石，它是一種由純碳組成的礦物。金剛石是自然界中最堅硬的物質，因此也就具有了許多重要的工業用途，如精細研磨材料、高硬切割工具、各類鉆頭、拉絲模。金剛石還被作為很多精密儀器的部件。

　　1.1金剛石的成份

　　早在公元1世紀的文獻中就有了關于金剛石的記載，然而，在其后的1600多年中，人們始終不知道金剛石的成分是什么。

　　直到18世紀的70至90年代，才有法國化學家拉瓦錫(1743～1794)等人進行的在氧氣中燃燒金剛石的實驗，結果發現得到的是二氧化碳氣體 。證明了組成金剛石的材料是碳。

　　1.2金剛石和石墨的區別

　　石墨和金剛石都屬于碳單質，但金剛石和石墨不是同種物質，它們是由相同元素構成的同素異型體. 所不同的是物理結構特征。二者的化學式都是c ，石墨原子間構成正六邊形是平面結構，呈片狀。金剛石原子間是立體的正四面體結構，呈金字塔形結構。正是這種致密的結構，使得金剛石具有最大的硬度。換句話說，金剛石是碳原子被擠壓而形成的一種礦物。

　　1.3金剛石的硬度

　　金剛石的硬度一般用莫氏硬度來表示，其硬度值為10 。顯微硬度10000kg/mm2，顯微硬度比石英高1000倍，比剛玉高150倍。

　　依照莫氏硬度標準(Mohs hardness scale)共分10級，鉆石(金剛石)為最高級第10級;如小刀其硬度約為5.5、銅幣約為3.5至4、指甲約為2至3、玻璃硬度為6。

　　1.4工業金剛石

　　金剛石由其生成方式分為天然金剛石和人工合成金剛石，用于金剛石工具制作的一般是人工合成金剛石。也稱作工業金剛石。

　　其密度為3.52g/cm3， 其質量單位一般情況用“克拉”表示，1克拉=0.2克。

　　人造金剛石的粒度(顆粒大小)一般用“目”表示 。人造金剛石常見粒度為25/30、30/40、40/45、45/50、50/60、60/70… …

　　2粉料

　　金剛石工具的原材料，除金剛石之外，其它主要為粉末，這些粉末可以是金屬、非金屬，也可以是合金、化合物。金剛石工具采用的粉末，不僅僅對化學成分有一定的要求，而且對粉末顆粒的大小、形狀、松裝比重、壓制性、燒結性等也有不同的要求,這取決于金剛石工具的用途、品種、生產工藝等因素。

　　常見的金屬粉料及特點

　　(a) 銅粉：電解法制取，顆粒形態為樹枝狀，玫瑰紅色，氧化后顏色發暗，嚴重時變成黑色粉末。

　　作為結合劑材料，銅粉的主要優點有：電解銅粉成型性好，廣泛用于冷壓成型后燒結;純銅對碳化物和骨架材料的相容性很好，如W、WC;銅可與Sn、Zn、Mn、Ni、Ti等制成性能優異的合金，價格遠低于鈷粉。

　　(b)鐵粉：有還原鐵粉、電解鐵粉和羰基鐵粉，顧名思義還原鐵粉用還原法制取 ，電解鐵粉電解法制取，羰基鐵粉通過熱離解羰基化合物制取。作為結合劑材料，鐵粉的優點有：價格低，與金剛石有好的潤濕性;與骨架材料(WC)的相容性很好;一定溫度燒結時鐵對金剛石的輕度刻蝕并不損失金剛石的強度，反而會提高金剛石在胎體中的把持力。刻蝕作用實質是金剛石中的碳原子溶入鐵中并向其中擴散的過程，金剛石未發生結構及強度變化。

　　(c) 鈷粉：不規則海綿狀，還原法制取，作為粘結劑，其綜合性能最好。是一種優異的粘結劑材料，國外發達國家用的較多，其主要優點有：優良的成型性和可燒結性;可使胎體的抗彎強度提高;和金剛石的粘結力大，潤濕性好;胎體的韌性好、自銳性好。由于價格昂貴，國內以鐵代鈷的研究很多，選擇合適的粉末、合理的燒結工藝可獲得鈷基粘結劑相似的性能。

　　鈷的缺點是：價格昂貴;松裝密度太小，易造成投料困難。另外使壓制磨具設計寬度和高度變大，手裝料熱壓模具高度加大，從而使模具成本提高。

　　(d) 鎳粉：不規則樹枝狀，電解法制取。優點：適于制作重載荷下作用的工具，具有出色的強韌性;可以減少鐵銅基胎體的燒結損失(銅鎳無限互溶);鎳與鐵、鈷搭配可以得到另人滿意的綜合性能，如小的變形和適度耐磨性。接近或達到鈷基胎體的性能。

　　(e) 錫粉：顆粒呈滴狀，灰白色粉末，易氧化，氧化后呈黃色，霧化法制取。錫粉在粘結劑中的作用是：改善胎體的可燒結性(降低熔點);易形成金屬間化合物，可以改善磨損性能和變形性;適宜添加到壓制成型胎體中，燒結熔化后的毛細現象使胎體收縮，從而增加胎體的致密性;降低液態合金的表面張力，改善合金對金剛石的潤濕性。其缺點是：加入量太多，易造成流失。

　　(f) 鎢粉：青黑色，微米級粉末，還原法制取，鎢與銅、鐵、鈷、鎳都有較好的相容性;燒結時在金剛石表面生成WC，但金剛石表面不發生石墨化;增加胎體的耐磨性，減少變形;作為骨架材料，耐磨性不如WC，但可使胎體的韌性增加。不足是燒結坯的空隙度較大，要提高燒結的密度必須提高溫度和壓力

　　(g)碳化鎢: 黑色，無機械夾雜物，多孔海綿狀，還原法制取。須化驗雜質硫含量，硫易導致燒結斷面發黑(燒結時生成硫化物)，大大降低刀頭的強度。鎢和碳化鎢主要作為骨架材料加入胎體中，以提高胎體的耐磨性，含量過高易使胎體的脆性加大。