稀土改性钨基金刚石超薄锯片

金刚石超薄锯片指厚度在1.0mm以下，具有高精度的金刚石锯片，其切割刀缝窄，有利于在切割过程中节约贵重材料，广泛应用于硅、碳化硅等光电材料的切割。

常用金刚石超薄锯片包括铁基金属和钴基金属金刚石超薄锯片。铁基金刚石超薄锯片具有较高的力学性能，对金刚石也有较好的润湿性，并且成本低廉，但其自锐性欠佳；而钴基金刚石超薄锯片具有很好的成形性和可烧结性，对金刚石的润湿性好，粘结力大，韧性好，自锐性也好，是金刚石工具领域应用最广的一种金属结合剂。

在金属结合剂中，有时会添加少量钨粉，这是因为金属钨除了能与其他金属产生固熔强化外，还是强碳化物形成元素，可以和金刚石发生反应产生化学冶金结合力，与一般的金属结合剂只是机械地将金刚石包裹和嵌合相比，化学冶金结合力的产生有利于提高对金刚石的包镶力、增强把持力， 因此钨基结合剂金刚石超薄锯片将具有优异的性能。

但是钨的熔点高达 3940℃，以钨作为金属结合剂进行烧结所需要的温度远远超过金刚石所承受的能力，容易导致金刚石颗粒的石墨化，因此目前大多都采用的是烧结温度相对较低的碳化钨基结合剂，但碳化钨基结合剂一方面钨元素本身已经形成碳化物，其与金刚石产生化学冶金结合力的效果被削弱，另一方面碳化钨基结合剂所需的烧结温度依然较高，只适合与耐热性能较好的金 刚石配合使用，成本较高，应用范围窄。

有研究人员认为，采用纯钨基结合剂，稀土或许可提供帮且。利用稀土材料可以有效降低钨的熔点，从而实现钨基结合剂金刚石超薄锯片的制造，稀土改性钨基金刚石超薄锯片其方案内容包括：

1)制备稀土改性钨基结合剂：以该稀土改性钨基结合剂总质量计，包含以下组分：钨40％、镍5％、铁4％、锡30％、铜20％、锰0.5％、氧化镧0.5％，上述组分充分混合后利用高能球磨研磨均匀即得；将粒度为W40的人造单晶金刚石粉末按金刚石浓度100％与上述稀土改性钨基结合剂充分混合；

2)根据所需金刚石超薄锯片几何外形的不同，利用相应的模具将上述混合物进行冷压成型后，进行真空热压烧结，烧结温度950℃，烧结压力100KN，烧结 时间30分钟；

3)真空热压烧结后，进行热等静压烧结，烧结温度850℃，烧结压力90MPa， 烧结时间7分钟，得到金刚石超薄锯片粗品；

4)用金刚石滚轮和油石对金刚石超薄锯片粗品进行修整，得到金刚石超薄锯片成品。采用水重法检测该金刚石超薄锯片的致密度，采用洛氏硬度计检测该金 刚石超薄锯片的硬度，经测试，其致密度为97％，硬度为HRC64.2。

稀土改性钨基结合剂，各组分相辅相成，将烧结温度从近三千四百摄氏度降低至金刚石可承受的范围，解决了一直以来钨基结合剂因烧结温度高而难以实际应用的缺陷，成功实现了钨基结合剂金刚石超薄锯片制造。

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