谈磨论道｜金属与陶瓷在磨具中的复合

　　之前有发表过一篇文章《复合结合剂-双向奔赴的爱情》，简单说明了陶瓷和金属复合结合剂的优点以及未来复合结合剂发展的重点方向。

　　很多小伙伴看了，也理解了，但还是不知道怎么做。

　　本篇文章简单梳理一下思路。

　　我们以磷铁合金粉为例，逐步解析。

　　先看下面这张图：

　　这就是一个非常简单的磷铁合金粉的化学符号示意图。左边的黑色的符号“Fe”代表铁，右边的红色的符号“P”代表磷。至于比例是多少，我们先不管。铁属于金属材料，磷属于非金属材料。为了区分，金属材料我们用黑色，非金属材料我们用红色。

　　磷铁合金粉是金属磨具中常见的原材料之一。其中的铁是金属材料，铁含量高就意味着磷铁合金粉在金属磨具中呈现的是以金属为主的特性，该金属磨具往往寿命会更长；其中的磷是非金属材料，磷含量高就意味着磷铁合金粉在金属磨具中呈现的是以非金属为主的特性，该金属磨具往往会更加锋利。

　　简单可以这样理解：磷铁合金粉中，谁的含量高，合金粉就呈现谁的特性多一些。

　　进一步思考：既然铁是金属，那我们可不可以把铁当成以铁为主的铁系金属结合剂？我觉得可以，反正性能上是类同的。

　　同理，磷是非金属材料，呈现的是脆性，我们可不可以把磷换成含有磷的磷化物？比如五氧化二磷。五氧化二磷熔点300多℃，在金属结合剂中是完全可以融的，也呈现的是脆性。

　　按照这个逻辑，我们把上图换成下图。

　　进一步思考：右边的磷化物，除了磷化物，还有哪些是呈现脆性的低熔点的非金属材料？氟化钙（萤石）、冰晶石？好像这些氟化物也是这样的：既有脆性，又有催融的效果。

　　按照这个逻辑，我们把上图换成下图。

　　进一步思考：右边的氟化物，除了氟化物，还有哪些是呈现脆性的低熔点的非金属材料？氧化硼、氧化锂？好像这些陶瓷材料也是这样的：既有脆性，又有催融的效果。

　　事实上，我们想找的材料只是要满足两点：一是脆性、二是催融。

　　好像陶瓷类的材料大多都呈现的是脆性。而催融，往往是含有氟、硼、锂、钾等这类元素的材料。陶瓷金刚石磨具，为了保护金刚石不被石墨化需要降低烧结温度，陶瓷结合剂中一般都含有这类材料。

　　所以，我们可以把这一类材料归纳到陶瓷结合剂中。这样右边就变成了陶瓷结合剂。

　　左边的铁系金属结合剂也可以再扩大一些范围，因为铜基、铁基、钴基、银基、铝基等通通表现的都是高强度金属结合剂的性能，所以左边可以改为金属结合剂。

　　按照这个逻辑，我们把上图进一步换成下图。

　　这样一来，一个看起来比较容易理解的金属陶瓷复合结合剂就出来了。

　　同样道理：左边的金属结合剂含量越多，磨具强度越大，右边的陶瓷结合剂含量越多，磨具脆性、自锐性越好，锋利度越好。

　　你看，不管材料怎么样改变，逻辑是不变的。

　　但是这个还不能算是完全意义上的金属和陶瓷复合结合剂。金属和陶瓷复合结合剂是爱情，是双向奔赴的。而以上这种往往是陶瓷材料加入到金属材料之中，改善了金属的性能，是单向的。

　　即便是这种简单的改善，也会明显地提高金属磨具的性能。

　　进一步思考：如果陶瓷材料耐高温，没有催融的效果，添加到金属里面行不行？

　　答案是肯定的。之前的文章《浅谈刚玉材料在金属结合剂磨具中的应用》（←点击可阅）里面提到了把刚玉材料添加金属磨具中的良好效果。其实，碳化硅、刚玉、碱金属氧化物等很多陶瓷材料添加进去的效果都有异曲同工之妙。

　　这种效果的根本原理就是分散的陶瓷材料在实际磨削过程中破碎，或形成了微气孔，或形成了微刃口，这些都无疑增加了磨具的自锐性。

　　回到本文第一张图，思考一个问题：如果我只用磷铁材料做一个金属陶瓷复合结合剂的磨具，你觉得行不行呢？