[发明专利]一种用于金刚石焊接的镍基焊料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金刚石刀具焊接的镍基焊料，特别地涉及一种用于金刚石焊接的镍基焊料及其制备方法。

背景技术

金刚石（Diamond）是一种特殊的单质碳（C），其晶体结构属等轴面心立方晶系。金刚石中碳原子间的连接键为SP3杂化共价键，具有很高的结合力、稳定性和方向性。独特的晶体结构使金刚石具有自然界物质中最高的硬度（莫氏硬度为10）、最高的弹性模量、最低的压缩系数以及优良的抗磨损、抗腐蚀性和化学稳定性。金刚石的断裂应力高达40×10³MPa，且在断裂前不发生塑性流边。具有优异物理机械性能的金刚石是制作硬脆材料加工工具的理想材料，广泛应用于硬质合金、工程陶瓷、光学玻璃、半导体材料、花岗岩等硬脆材料的加工钻头、锯切工具、磨具、各式各样的磨削工具及其它重要的超硬耐磨表面。传统的金刚石工具按制造方式的不同，主要有热压烧结和电镀两种类型。

为了解决金刚石工具传统制造方法带来的把持力弱、出露高度低和易脱落等弊端，更加充分发挥金刚石工具的优势，从八十年代中后期开始，钎焊技术被应用到金刚石工具的制造领域。钎焊作为一种新型的金刚石工具制造方法在国内外受到广泛关注。钎焊过程中钎料合金熔化以及毛细作用，使合金紧密包裹金刚石，同时在金刚石与钎料合金之间形成强的化学键，提高了金刚石的结合强度和金刚石的出刃高度， 进而提高了工具的切削性能和自锐性，特别适合高速高效磨削加工。近年来，高温钎焊金刚石工具已成为研究的热点。国内外现在主要集中在Ni –Cr合金和Ni-Cr-P系。

发明内容

针对现有金刚石钎焊材料的不足，本发明的目的是提供一种用于金刚石焊接的镍基焊料及其制备方法，该镍基钎焊材料不仅具有合适的熔点和钎焊温度，而且与金刚石表面有良好的浸润性和结合力。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一、一种用于金刚石刀具焊接的镍基新焊料，由如下以重量百分计的原料制成：

Cu  15～25%

Cr     6～8%

Si     3～6%

B     2～4%

Fe    6～12%

Ni      余量

二、一种用于金刚石焊接的镍基焊料的制备方法：

按前述重量百分数Cu15～25%、Cr6～8%、Si3～6%、B2～4%、Fe6～12%、Ni余量准确称量各种原料。配好的原料放入真空感应炉中熔化，开启真空泵，真空度在1.033×10^-2～1.033×10^-3Pa时，打开感应电源熔炼，熔化温度1150～1300℃，待熔清后保温3～6分钟，冲入氩气到0.5～0.8大气压时，把合金液倒入保温炉，通过保温炉漏嘴在雾化桶中雾化。雾化的钎料合金通过粉末分级机分级，制成所需要粒度的钎料粉末。

本发明具有的有益效果是：

本发明的镍基新焊料用于金刚石钎焊时，由于加入了一定量的铜可有效降低钎焊温度，使金刚石在高温时的碳化减少，保持其出刃锋利度；由于新钎料中含有大量的Fe、Cr、Si等强碳化物元素，钎焊时在金刚石表面形成碳化物相，使金刚石切割刀具具有高的结合强度，提高其切割使用寿命；新焊料钎焊后硬度适中，金刚石刀具切割加工时其表面出刃快，效率高。

附图说明

图1是镍基焊料同步差热分析仪测定的熔化温度曲线图。

图2是镍基焊料钎焊金刚石界面的扫描形貌图。

图3是镍基焊料钎焊金刚石界面的化合物能谱图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

本发明的镍基新焊料用于金刚石切割工具的钎焊，具体的制备方法包括以下步骤：

1、按前述重量百分数准确称量各种原料，其中Cu、Cr、Ni以一号电解料加入、Si以高纯多晶态加入、B和Fe以Ni-B和Fe-B中间合金形式加入。配好的原料放入真空感应炉中熔化，开启真空泵，真空度在1.033×10^-2～1.033×10^-3Pa时，打开感应电源熔炼，熔化温度为1100～1300℃，待熔清后保温3～6分钟。

2、在真空感应炉中冲入氩气到0.5～0.8大气压时，把合金液倒入保温炉的中间包中，通过其漏嘴在雾化桶中雾化。雾化采用高压高纯氮气。

3、雾化的钎料合金通过粉末分级机分级，制成所需要粒度的钎料粉末。

实施例1：