金属结合剂有哪些种类？其中青铜结合剂特点是什么？超硬专家郑州千磨告诉你

1、金属结合剂有哪些特点？

金属结合剂（代号M）中使用最多的是青铜结合剂，该类结合剂的特点是粘结强度高、耐磨性好，可承受较大的负荷，且导热性能良好，主要用于非金属脆性材料的加工，如陶瓷、玻璃、石材、混凝土以及宝石、半导体材料等，适于粗磨、半精磨、成型磨以及切割、磨边等。这种结合剂的缺点是自锐性差，磨削效率不及树脂结合剂，使用不当会造成发热和堵塞，且较难修整。金属结合剂是一种广义的结合剂，除青铜类外，还有以碳化钨为骨架的硬质合金结合剂，以铁镍为主的铁基结合剂等，它们各具特点，分别适用于不同的加工目的。

2、金属结合剂的种类有哪些？青铜结合剂有哪些？

金属结合剂大致可分为4大类，即青铜类、钴镍类、钨合金类。其中，青铜结合剂是用得最多的一类。为了适应各种不同的加工对象和加工方法，青铜结合剂又有很多种，根据金属组元的多少，分为二元合金系、三元合金系和多元合金系。

(1)二元合金系

青铜结合剂中最基本的二元合金结合剂是由铜和锡两种金属，外加一定量的石墨构成。如Cu85%Sn15%，外加1%的石墨，是国内较多使用的二元合金配方。

(2)三元合金系 

它是在二元合金基础上加入第三组元金属构成的。根据结合剂性能要求，最常用的第三组元有银、锌、铅、镍等粉末。

(3)多元合金系

金属组元超过三种的称为多元合金。它的构成仍以二元合金为基础加入第三、第四组元。

3、如何调整锡青铜的机械性能？

在二元锡青铜中，锡的加入量对青铜强度和塑性有影响，当锡含量为5%～6%时，合金塑性最好，但强度却很低；当锡含量增加到10%时，合金塑性急剧下降，机械强度明显增加；当锡含量增加到25%～27%时，青铜机械强度最高，但塑性却变得很小，脆性很大；当锡含量超过30%时，合金机械强度迅速下降到很低值。青铜作为金刚石砂轮结合剂，希望有较高的机械强度和适当的脆性，所以，一般情况下结合剂中锡的含量都在10%～20%之间。这样的结合剂配之以合理的烧结参数，脆性是足够的，但若烧结温度过高或保温时间太长，由于α固溶体的过多形成或锡的偏析，会使结合剂的脆性降低，砂轮的使用性能变差。

锡含量对青铜合金硬度的影响：随着锡含量的增加，锡青铜的硬度先增加后减小，当锡含量在12%左右时，青铜硬度最高。

4、如何利用第三组元进行磨具结合剂性能的调整？

磨具对结合剂性能的要求是多方面的，只靠简单的二元合金配比是难以达到的，必须采用多元合金结合剂才能实现。如在铜锡二元合金中加入铅，可以提高合金的耐磨性、密实性和抗蚀性，这些性能对提高磨具耐用度有一定的好处，但是加铅结合剂的机械强度有所降低，所以加铅量必须控制适当，以确保磨具安全使用。

加入镍能够同时提高合金的耐磨性和机械强度。银弥散在合金中，起细化合金晶粒的作用。

在锡青铜中，少量加锌，其作用与锡相似。它能代替锡存在于铜中，这时2%的锌相当于1%的锡，这是Cu—Zn二元合金平衡状态图中α固熔体的组成。

银粉也常常加入锡青铜中，它除了能改善导电性，还可大幅度提高结合剂抗折强度。

5、热压烧结曲线有几个阶段？

热压法：根据烧结设备不同，热压工艺有两种。一种是在马弗炉或钟罩炉中烧结，烧结前先用较小压力预压一次，然后送入烧结炉中烧结，达到保温时间后取出模具随即进行第二次压制。另一种是用中频感应加热或特殊结构（带压机或其他加压装置）的电阻炉加热，装好料的模具在炉中边烧结边加压，并在恒压下进行保温烧结。

热压烧结法也可划分为升温—保温—降温三个阶段，但热压烧结温度通常比冷压低10%左右，保温时间也略为缩短。青铜结合剂磨具的热压压制点温度一般在500℃左右。在烧结温度下压制，液相量较多，容易被挤出；低于500℃压制，塑性变形较困难，需加大成型压力。这两种情况对产品性能均有不利影响，所以必须掌握好施压时机。

参考资料：

1、郑州千磨官网

2、超硬材料网

3、摘自：金刚石与金刚石工具知识问答1000例