[发明专利]一种Cu-Sn-Ti的金刚石钎焊涂层及其制备方法

说明书

本发明公开了一种Cu‑Sn‑Ti的金刚石钎焊涂层，包括钛粉层、锡镀层和附着在金刚石上的铜镀层，锡镀层位于铜镀层和钛粉层之间。其中，各组分按照质量百分比如下：铜60～80％，锡10～25％，钛5～15％。本发明还公开了一种使用电镀的制备方法，先在金刚石表面镀上铜层和锡层，再把镀好的金刚石与钛粉混合烧结，就得到了Cu‑Sn‑Ti的金刚石钎焊料涂层。本发明与金刚石界面结合强度高，包覆钎焊料涂层的金刚石与其他粘接料烧结具有更好的结合力。

技术领域

本发明涉及钎焊料的技术领域，特指一种Cu-Sn-Ti的金刚石钎焊涂层及其制备方法。

背景技术

金刚石的高硬度和优良物理机械性能使得金刚石工具成为加工各种坚硬材料不可缺少的有效工具。胎体金属基对金刚石的粘结性(胎体的包镶能力)是影响金刚石工具使用寿命和性能的主要因素之一。

由于金刚石与一般金属和合金之间具有很高的界面能，致使金刚石颗粒不能为一般低熔点合金所浸润，粘结性极差。在传统的金属基烧结金刚石工具制造技术中，金刚石颗粒仅靠胎体冷缩后产生的机械夹持力镶嵌于胎体金属基中，而没有形成牢固的化学键结或冶金结合，胎体与金刚石界面结合不牢，导致金刚石颗粒在工作中易与胎体金属基分离，存在金刚石大量脱落问题，大大降低了金刚石工具的寿命及性能水平。大部分孕镶式工具中金刚石的利用率较低，大量昂贵的金刚石在工作中脱落流失于废屑之中。

在金刚石表面增加金属涂层，可有效改善金刚石的脱落，目前应用最普遍的金属涂层是在金刚石表面微蒸发镀钛。由于钛镀层太薄，不能抵挡烧结过程中胎体石墨化元素对金刚石的侵蚀，钛镀层与胎体金属结合强度不高，金刚石脱落的现象仍然较严重。

目前，用钎焊法制作金刚石(或立方氮化硼)工具已开始成为热点技术，钎焊料是指由铜锡钛等金属烧结而成的合金，它是粉状或片状；使用的时候把钎焊料放到胎体金属上，再把金刚石放到钎焊料上，再进行加热烧结，金刚石就结到胎体金属上了。例如，中国专利CN201610763289中公开了一种活性钎料合金，该活性钎料合金含有以下质量百分比的组分：铜45.0％～70.0％、锌3.0％～47.0％、锡0.5％～40.0％、钛0.1％～15.0％。

钎焊料对金刚石表面润湿性很好，与金刚石界面结合强度高，把钎焊料做成涂层，应该能很好地解决金刚石脱落的问题，但是如何把钎焊料做成涂层，目前还没有很好的办法。因此，本发明人对此做进一步研究，研发出一种Cu-Sn-Ti的金刚石钎焊涂层及其制备方法，本案由此产生。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种Cu-Sn-Ti的金刚石钎焊涂层及其制备方法，与金刚石界面结合强度高，包覆钎焊料涂层的金刚石与其他粘接料烧结具有更好的结合力。

为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：

一种Cu-Sn-Ti的金刚石钎焊涂层，包括钛粉层、锡镀层和附着在金刚石上的铜镀层，锡镀层位于铜镀层和钛粉层之间。

进一步，所述的钎焊涂层，各组分按照质量百分比如下：铜60～80％，锡10～25％，钛5～15％。

进一步，所述的钎焊涂层，各组分按照质量百分比如下：铜60％，锡25％，钛15％。

进一步，所述的钎焊涂层，各组分按照质量百分比如下：铜80％，锡15％，钛5％。

进一步，所述的钎焊涂层，各组分按照质量百分比如下：铜75％，锡17.5％，钛7.5％。

一种Cu-Sn-Ti的金刚石钎焊涂层的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、金刚石表面化学镀铜：把金刚石放入化学镀铜溶液中，60℃-70℃镀施5min-45min，得到铜镀层，铜镀层增重用时间控制，用量为45-50目金刚石5g/150-750ml镀铜溶液；