真空热压烧结炉中真空气氛的主要功能是防止金刚石和金属基体氧化，同时增强机械结合。通过维持低压环境（通常为 -0.1 MPa），炉子最大限度地减少了金刚石的热损伤——与空气烧结相比，强度损失显著降低——并积极去除吸附的气体，以确保金属基体牢固地固定金刚石颗粒。
核心要点：真空气氛既是保护罩，也是结合催化剂。它能防止金刚石和合金元素在高温下发生化学降解，同时净化粉末表面，以最大限度地提高密度和工具寿命。
防止热降解
金刚石工具高温烧结过程中最直接的风险是与周围空气发生化学反应。真空气氛通过两种关键机制来缓解这种情况。
保持金刚石强度
在接近 1000°C 的温度下，金刚石极易氧化和石墨化。金刚石石墨化后，其硬度和结构完整性会丧失。
数据显示，在真空中烧结可将金刚石强度损失从大约35.5%（在空气中）降低到仅 16.6%。通过去除氧气，真空确保金刚石能够保持高性能工具所需的切削能力。
保护金属基体
固定金刚石的金属粉末——通常含有铜 (Cu)、碳化钨 (WC) 或锰——同样对热敏感。
没有真空，这些元素会迅速氧化，形成脆性氧化膜。真空环境降低了氧分压，阻止了这些反应，并保持了基体预期的强度和耐磨性。
优化机械性能
除了保护作用，真空气氛在工具的物理形成中也起着积极作用。它改变了材料在微观层面的相互作用方式。
增强润湿性
为了使金刚石工具耐用，熔融的金属粘结剂必须充分包覆（润湿）金刚石颗粒。
粉末颗粒上吸附的气体和表面杂质会阻碍这种流动。真空剥离了这些杂质，促进了液相金属与金刚石和骨架材料的润湿和结合。
消除孔隙和缺陷
原材料粉末通常含有挥发性杂质和捕获的空气。
如果在液相形成之前不去除这些杂质，它们会导致最终产品起泡或留下空隙（孔隙）。真空有效地对粉末进行脱气处理，从而获得更致密的烧结体，并对金刚石具有更强的固定力。
关键工艺考量
虽然真空烧结能提供卓越的结果，但它引入了一些必须管理的特定变量，以避免工艺失败。
对真空度的敏感性
该工艺依赖于真空度越高，气氛越“中性”的原理。
如果真空度波动或不足，对氧亲和力高的元素（如锰）会立即氧化。这会导致氧化夹杂物，成为工具结构中的薄弱环节。
还原气氛的必要性
有时仅靠真空不足以去除金属颗粒上预先存在的氧化膜。
先进的设备通常会将还原气氛步骤与真空相结合。需要这种化学还原来彻底清洁金属表面，确保冶金结合不受先前氧化作用的影响。
为您的目标做出正确选择
在配置烧结工艺时，请根据您的具体性能目标来调整您的气氛控制。
- 如果您的主要关注点是切削速度（金刚石锋利度）：优先考虑高真空度，以最大限度地减少石墨化，并将金刚石强度损失控制在 20% 以下。
- 如果您的主要关注点是工具寿命（基体耐用性）：专注于脱气阶段，以确保高密度和粘结剂与金刚石之间的最大固定力。
真空气氛不仅仅是被动环境；它是一种主动的加工工具，决定了最终金刚石产品的结构完整性。
总结表：
| 特性 | 空气烧结 | 真空烧结 | 益处 |
|---|---|---|---|
| 金刚石强度损失 | ~35.5% | ~16.6% | 保持切削硬度 |
| 基体氧化 | 高 | 极少 | 防止脆性氧化膜 |
| 材料密度 | 较低（有孔隙） | 较高（已脱气） | 延长工具寿命 |
| 结合机制 | 机械 | 增强润湿性 | 优越的金刚石固定力 |
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