真空环境通过作为一种主动的纯化机制，从根本上改变了烧结过程。与空气烧结不同，真空在高温下能有效地促进基体粉末表面的吸附气体和挥发性杂质的解吸和排出。
通过降低氧分压和去除捕获的挥发物，真空烧结消除了气体引起的缺陷和氧化物屏障。与在空气中烧结的工具相比，这使得产品具有更高的密度、更好的合金化和显著更高的机械强度。
粉末纯化的机制
促进气体解吸
在空气环境中，气体自然会附着在粉末颗粒的表面。真空环境会主动逆转这种情况。
在高温烧结过程中，真空压力促进了这些吸附气体的解吸。这确保了在压坯固化时不会有气体空腔被困在其中。
排出挥发性杂质
基体粉末通常含有挥发性杂质，这些杂质会破坏材料结构的稳定性。
真空工艺产生压力梯度，促使这些杂质蒸发并从粉末质量中排出。这样就留下了一种更清洁、更纯净的基体材料，可供粘合。
对微观结构和密度的影响
消除微观结构缺陷
在空气中烧结时，捕获的气体通常会在工具内部形成夹杂物或空隙。
通过有效地对粉末进行脱气，真空烧结消除了这些气体夹杂物的来源。减少内部缺陷对于在应力下保持结构完整性至关重要。
提高材料密度
去除气体空腔使粉末颗粒能够更紧密地压实。
这直接提高了烧结产品的密度。更密实的工具通常与更好的耐磨性和机械性能相关。
氧气减排的作用
抑制氧化膜的形成
在空气中烧结的一个关键缺点是氧气的存在，氧气会与金属粉末反应形成氧化膜。
真空热压工艺降低了氧分压。这有效地抑制或减少了金属粉末表面这些氧化层的形成。
改善润湿和合金化
氧化膜会形成屏障，阻止液态金属附着在固体骨架和金刚石颗粒上。
通过去除这些氧化物屏障，真空环境提高了液态金属润湿材料的能力。这促进了基体的充分合金化，并增加了材料界面的结合强度。
理解空气烧结的风险
粘合的障碍
在空气环境中，氧化膜的持续存在阻碍了真正的化学键合。
这导致的是“机械锁定”而不是冶金键合。真空烧结通过保持表面清洁和反应性来确保真正的冶金键合。
结构完整性受损
在没有真空脱气益处的情况下，空气烧结的工具容易产生孔隙率。
这些微观空隙充当应力集中器。它们会削弱工具，并增加在重型切割或研磨操作中过早失效的可能性。
为您的目标做出正确的选择
为了最大限度地提高金刚石工具的性能，请根据您的具体结构要求调整您的工艺。
- 如果您的主要关注点是机械耐久性：使用真空烧结，通过消除产生内部薄弱点的气体夹杂物来最大化密度。
- 如果您的主要关注点是金刚石保持性：依靠真空环境来减少氧化膜，确保基体与金刚石颗粒形成牢固的化学键合。
最终，真空环境提供的纯化作用将基体从简单的混合物转变为一个内聚的高性能合金。
总结表：
| 特性 | 空气烧结 | 真空烧结 |
|---|---|---|
| 气体含量 | 高（捕获气体/空隙） | 低（主动解吸/脱气） |
| 氧化物形成 | 高（形成屏障膜） | 低（抑制氧化） |
| 粘合类型 | 机械锁定 | 真正的冶金键合 |
| 材料密度 | 较低（由于孔隙率） | 较高（优越的压实） |
| 杂质 | 捕获的挥发性夹杂物 | 有效蒸发和排出 |
| 工具寿命 | 易于过早失效 | 增强的耐磨性和强度 |
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