还原铁氧化物对粉烧结金刚石锯片热裂纹分析(二)

粉末原材料质量的影响 

       单质金属粉末胎体烧结裂纹约50%以上是由于粉末质量差所引起的，尤其是与粉末的氧含量、杂质含量及粒度分布有关（尤其是铁粉）。粉末颗粒表面氧化膜阻碍粉末颗粒界面间的结合，降低颗粒间的界面结合强度或界面间根本不结合（图1）；而且，氧化膜的存在会导致低熔点物料的严重偏析，致使烧结胎体组织局部区域因缺少低熔点物料而出现 “疏松干裂”现象（图2），导致胎体内部产生局部开裂，引发宏观裂纹。胎体出现这种现象时，其对金刚石的润湿性变差，与金刚石间的缝隙较大（图3），对金刚石的把持力严重受限，导致锯片的安全性及使用性均大幅度下降。粉末氧化的原因大致可归结为：

①原始供货状态的氧含量高；粉末在生产过程中还原不彻底，出产的铁粉氧含量较高。
②储存氧化；
③混料时间过长；烧结过程中还原气量不足。

图1 氧化粉末颗粒间无界面结合

图2 缺乏低熔点物料区域的开裂

图3 粉末氧化胎体对金刚石把持不足 

图4 氧化物夹杂多导致开裂

        烧结胎体中的氧化物夹杂按其分布形式可分为两大类，一类是单颗粒散布状态，此类夹杂对胎体质量的影响不大；另一类是吸附于金属粉末颗粒表面的细颗粒，对烧结胎体质量及及金刚石把持力影响最大。表面吸附杂质影响金属粉末颗粒间的界面结合，弱化结合强度，同时此类夹杂在低熔点液态物料在流动扩散过程中流经金属粉末表面时，会将夹杂物集中冲洗至粉末界面结合空隙处，形成夹渣偏聚（图4），冷却收缩时易导致夹渣开裂。 

       上述粉末氧化及夹渣开裂是实践生产中最常见的裂纹形式，通常是由于还原铁粉、磷铁粉等氧化和夹渣造成的。