要获得性能良好的涂层梯度硬质合金产品，涂层基体的制备是一个非常关键的问题。涂层必须与合适的基体结合才能达到预期的性能。具有梯度结构的表面富钴合金基体则使涂层切削刃强度更高，提高了涂层抗裂纹扩展能力，提高了基体与涂层的结合强度以及刀具的抗弯强度。硬质合金刀片划痕强度实验表明：基体成分相同情况下，梯度结构涂层刀片的基体与涂层结合强度比无梯度结构涂层刀片的基体与涂层结合强度大。硬质合金刀片的切削实验也表明：基体和涂层成分相同的情况下，有梯度结构涂层硬质合金刀片的切削性能比无梯度结构涂层硬质合金刀片的切削性能优良。

梯度硬质合金基体可通过分段烧结工艺制备。第一阶段预烧结，将试样在氮气保护下升温(升温速度为5℃/ｍｉｎ)，升温到400℃时保温1ｈ脱蜡；温度到1380℃时，保温1ｈ使合金致密化后，冷却至室温。第二阶段梯度烧结，在真空状态下，将预烧结后试样由室温升至烧结温度并保温2ｈ后随炉冷却至室温。

含氮硬质合金梯度烧结是在真空气氛中进行的，合金内部的氮活度大于表面氮活度，内部的氮原子向表面进行扩散。而Ｎ原子与Ｔｉ原子之间存在很强的热力学耦合，所以，在液相烧结温度下，合金内部氮原子通过液相粘结剂向表面扩散的同时，表面的Ｔｉ原子也通过液相粘结剂向内部扩散，扩散将会导致合金表面的ＴｉＣ、ＴｉＮ、(Ｔｉ，Ｗ)(Ｃ，Ｎ)等立方相碳化物、氮化物以及碳氮化物发生分解。向合金内部扩散的金属原子与内部的碳，氮等原子发生反应生成一些硬质相碳化物、氮化物以及碳氮化物。由于金属原子向合金内部扩散导致在合金的表层形成体积空位，从而，液相粘结剂流向合金的表层，在合金的表层形成具有梯度结构的表层韧性区域，这样制备出梯度硬质合金基体。


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1.PCD刀具刃磨机床
该刃磨机床可利用陶瓷结合剂金刚石砂轮的锋利性和一定的磨削压力实现对PCD、PCBN及天然金刚石刀具的刃磨，其特点是机床刚性好，带有投影测量装置，是目前国外应用最广泛的超硬刀具专用刃磨设备。目前，PCD刀具刃磨技术不断改进，如将以弹簧产生的恒压力改为气动压力，并可在0～300N范围内调整，以适应不同的磨削对象。为便于控制磨削尺寸，刃磨机上的刻度均带有数显装置。

2.数控电火花PCB刀具成形机床
该机床采用电火花线切割加工PCD、PCBN刀具，由于采用了先进的数控系统，加工出的多刃刀具的跳动可控制在 0.001mm，刀具表面粗糙度可达Ra0.4µm。该机床有六个数控轴、两个手动轴，特别适合带柄阶梯钻、铣刀、锯片等多刃刀具的加工，一次输入程序即可切割出阶梯刀具、曲线刀具的刃、背、内折线等几何形状，自动化程度及加工精度均很高。不足之处是切割表面粗糙度稍逊于磨削表面，此外机床价格较为昂贵。

3.超精金刚石刀具研磨机
该设备可对航空航天、军工等行业用的超精加工直线刃金刚石刀具进行研磨，刀具表面粗糙度Ra≤0.01µm, 刀具刃口半径r≤0.1µm。该设备采用空气静压主轴，精度0.1～0.2µm，研磨盘端面跳动0.1～0.2µm/ø300mm。


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近年来，随着功能梯度材料概念的提出，功能梯度硬质合金正在发展成为当前硬质合金领域的重要研究内容之一。为了提高硬质合金切削工具的切削性能和使用寿命，可在合金的表面涂上薄层高硬度耐磨材料。由于不同材料的热膨胀系数不同，涂层材料在冷却过程中可能因热应力而产生裂纹。由于涂层材料的脆性通常裂纹更容易在涂层表面产生并向基体中扩展。为了尽可能防止由于裂纹扩展而导致的材料失效，并有利于获得高性能的硬质合金切削工具材料，可对基体进行梯度处理，使在基体表面区域形成缺立方相碳化物和碳氮化物的韧性区域，此区域的粘结剂含量高于基体的名义粘结剂含量。当涂层中形成的裂纹扩展到该区域时，由于其良好的韧性，可以吸收裂纹扩展的能量，因而能有效地阻止裂纹向合金内部扩展，提高硬质合金切削工具的使用性能。

涂层梯度硬质合金刀具具有优异的使用性能，应用领域大，前景十分广阔。要获得性能良好的涂层梯度硬质合金产品，除选好涂层材料和控制好涂层工艺外，梯度合金基体的制备是一个非常关键的问题。目前国内外研究者对梯度硬质合金涂层基体制备过程的热力学和梯度形成机理进行了一些有益的研究和探索，但这些研究还只是初步的，尚存在一定的局限性，有待进一步深入研究。


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以电弧作为热源﹑利用气体保护熔池的焊接方法。气体的作用主要是保护熔化金属不受空气中氧﹑氮﹑氢等有害元素和水分的影响﹐但它同时对电弧的稳定性﹑熔滴过渡形式和熔池的活动性有一定影响。因此﹐採用不同的气体会產生不同的冶金反应和工艺效果。气体保护电弧焊的主要特点是电弧可见﹐熔池较小﹐易於实现机械化和自动化﹐生產率高。20世纪70年代迅速发展的焊接机器人主要就是用於电阻点焊和气体保护电弧焊。气体保护电弧焊适用於钢铁﹑铝和鈦等金属的焊接﹐广泛应用於汽车﹑船舶﹑锅炉﹑管道和压力容器等產品的製造﹐特别是其中要求质量较高或全位置焊接的场合。气体保护电弧焊按电极类型可分为钨极惰性气体保护焊和熔化极气体保护焊。 
钨极惰性气体保护焊 简称 TIG焊。用钨棒作为电极﹐用氬或氦作为保护气体。电弧熔化母材形成接头﹐必要时还可加入填充焊丝钨极惰性气体保护焊的特点是电弧稳定﹐输入能量易於控制。因此多用於焊接尺寸精度要求较高﹑材料易於过热脆化和在空气中易於氧化的工件。
熔化极气体保护焊用连续送进的焊丝作为电极﹐用氬﹑二氧化碳或混合气体作为保护气体。与钨极惰性气体保护焊相比﹐这种保护焊生產率较高﹐应用较广﹐仅次於手工电弧焊和埋弧焊﹐有进一步发展的趋势。焊丝可用实心焊丝﹐也可用药芯焊丝。熔化极气体保护焊按保护气体种类不同又可分为惰性气体保护焊﹑二氧化碳气体保护焊和混合气体保护焊。 
①熔化极惰性气体保护焊﹕用氬或氦作为保护气体。惰性保护气体不参与熔池的冶金反应﹐适用於各种质量要求较高或易氧化的金属材料﹐如不锈钢﹑铝﹑鈦﹑鋯等的焊接﹐但成本较高。
②二氧化碳气体保护焊﹕以二氧化碳作为保护气体。二氧化碳在高温下会分解出氧而进入熔池﹐因此必须在焊丝中加入适量的锰﹑硅等脱氧剂。这种保护焊的主要优点是成本较低﹐但只能用於碳钢和低合金钢焊接。 
③混合气体保护焊﹕保护气体以氬为主﹐加入适量的二氧化碳(15～30％)或氧(0.5～5％)。与二氧化碳气体保护焊相比﹐这种保护焊焊接规范较宽﹐成形较好﹐质量较佳﹔与熔化极惰性气体保护焊相比﹐熔池较活泼﹐冶金反应较佳。

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