專利名稱：一種用于金剛石焊接的鎳基焊料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種金剛石刀具焊接的鎳基焊料，特別地涉及一種用于金剛石焊接的鎳基焊料及其制備方法。
背景技術：
金剛石(Diamond)是一種特殊的單質碳(C),其晶體結構屬等軸面心立方晶系。金剛石中碳原子間的連接鍵為SP3雜化共價鍵，具有很高的結合力、穩定性和方向性。獨特的晶體結構使金剛石具有自然界物質中最高的硬度(莫氏硬度為10)、最高的彈性模量、最低的壓縮系數以及優良的抗磨損、抗腐蝕性和化學穩定性。金剛石的斷裂應力高達
40X IO3MPa,且在斷裂前不發生塑性流邊。具有優異物理機械性能的金剛石是制作硬脆材料加工工具的理想材料，廣泛應用于硬質合金、工程陶瓷、光學玻璃、半導體材料、花崗巖等硬脆材料的加工鉆頭、鋸切工具、磨具、各式各樣的磨削工具及其它重要的超硬耐磨表面。傳統的金剛石工具按制造方式的不同，主要有熱壓燒結和電鍍兩種類型。為了解決金剛石工具傳統制造方法帶來的把持力弱、出露高度低和易脫落等弊端，更加充分發揮金剛石工具的優勢，從八十年代中后期開始，釬焊技術被應用到金剛石工具的制造領域。釬焊作為一種新型的金剛石工具制造方法在國內外受到廣泛關注。釬焊過程中釬料合金熔化以及毛細作用，使合金緊密包裹金剛石，同時在金剛石與釬料合金之間形成強的化學鍵，提高了金剛石的結合強度和金剛石的出刃高度，進而提高了工具的切削性能和自銳性，特別適合高速高效磨削加工。近年來，高溫釬焊金剛石工具已成為研究的熱點。國內外現在主要集中在N1-Cr合金和N1-Cr-P系。
發明內容
針對現有金剛石釬焊材料的不足，本發明的目的是提供一種用于金剛石焊接的鎳基焊料及其制備方法，該鎳基釬焊材料不僅具有合適的熔點和釬焊溫度，而且與金剛石表面有良好的浸潤性和結合力。本發明的目的是通過以下技術方案來實現的
一、一種用于金剛石刀具焊接的鎳基新焊料，由如下以重量百分計的原料制成
Cu 15 25%
Cr 6 8%
Si 3 6%
B 2 4%
Fe 6 12%
Ni 余量
二、一種用于金剛石焊接的鎳基焊料的制備方法
按前述重量百分數Cul5 25%、Cr6 8%、Si3 6%、B2 4%、Fe6 12%、Ni余量準確稱量各種原料。配好的原料放入真空感應爐中熔化，開啟真空泵，真空度在1. 033X10_2 1.033 X 10 時，打開感應電源熔煉，熔化溫度1150 1300°C，待熔清后保溫3 6分鐘，沖入氬氣到0.5 0.8大氣壓時，把合金液倒入保溫爐，通過保溫爐漏嘴在霧化桶中霧化。霧化的釬料合金通過粉末分級機分級，制成所需要粒度的釬料粉末。本發明具有的有益效果是:
本發明的鎳基新焊料用于金剛石釬焊時，由于加入了一定量的銅可有效降低釬焊溫度，使金剛石在高溫時的碳化減少，保持其出刃鋒利度；由于新釬料中含有大量的Fe、Cr、Si等強碳化物元素，釬焊時在金剛石表面形成碳化物相，使金剛石切割刀具具有高的結合強度，提高其切割使用壽命；新焊料釬焊后硬度適中，金剛石刀具切割加工時其表面出刃快，效率高。
圖1是鎳基焊料同步差熱分析儀測定的熔化溫度曲線圖。圖2是鎳基焊料釬焊金剛石界面的掃描形貌圖。圖3是鎳基焊料釬焊金剛石界面的化合物能譜圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。本發明的鎳基新焊料用于金剛石切割工具的釬焊，具體的制備方法包括以下步驟:1、按前述重量百分數準確稱量各種原料，其中Cu、Cr、Ni以一號電解料加入、Si以高純多晶態加入、B和Fe以N1-B和 Fe-B中間合金形式加入。配好的原料放入真空感應爐中熔化，開啟真空泵，真空度在1.033 X 10_2 1.033 X 10_3Pa時，打開感應電源熔煉，熔化溫度為1100 1300°C，待熔清后保 溫3 6分鐘。2、在真空感應爐中沖入氬氣到0.5 0.8大氣壓時，把合金液倒入保溫爐的中間包中，通過其漏嘴在霧化桶中霧化。霧化采用高壓高純氮氣。3、霧化的釬料合金通過粉末分級機分級，制成所需要粒度的釬料粉末。實施例1:
按重量百分數Cul5%、Cr8%、FelO%、Si6%、B2%和鎳余量準確稱量各種原料，其中Cu、Cr、Ni以一號電解料加入、Si以高純多晶態加入、B和Fe以N1-B和Fe-B中間合金形式加入。配好的原料放入真空感應爐中熔化，開啟真空泵，真空度在1.033X 10 時，打開感應電源熔煉，熔化溫度為1300°C，待熔清后保溫3分鐘。在真空感應爐中沖入氬氣到0.8大氣壓時，把合金液倒入保溫爐的中間包中，通過其漏嘴在霧化桶中霧化。霧化采用高壓高純氮氣。霧化的釬料合金通過粉末分級機分級，制成所需要粒度的釬料粉末。釬料粉末液相線溫度為980°C，釬焊溫度1025°C。實施例2:
按重量百分數Cu20%、Cr7%、Fe8%、Si5%、B3.5%和鎳余量準確稱量各種原料，其中Cu、Cr、Ni以一號電解料加入、Si以高純多晶態加入、B和Fe以N1-B和Fe-B中間合金形式加入。配好的原料放入真空感應爐中熔化，開啟真空泵，真空度在1.033X 10_3Pa時，打開感應電源熔煉，熔化溫度為1200°C，待熔清后保溫5分鐘。在真空感應爐中沖入氬氣到0.6大氣壓時，把合金液倒入保溫爐的中間包中，通過其漏嘴在霧化桶中霧化。霧化采用高壓高純氮氣。霧化的釬料合金通過粉末分級機分級，制成所需要粒度的釬料粉末。釬料合金粉末的同步差熱分析儀測定的熔化溫度曲線如圖1所示，釬焊溫度1010°c。釬焊金剛石界面的掃描形貌如圖2所示、釬焊金剛石界面的化合物能譜圖如圖3所示。實施例3:
按重量百分數Cu25%、Cr6%、Fel2%、Si4%、B4%和鎳余量準確稱量各種原料，其中Cu、Cr、Ni以一號電解料加入、Si以高純多晶態加入、B和Fe以N1-B和Fe-B中間合金形式加入。配好的原料放入真空感應爐中熔化，開啟真空泵，真空度在1.033 X IO^2Pa時，打開感應電源熔煉，熔化溫度為1150°C，待熔清后保溫6分鐘。在真空感應爐中沖入氬氣到0.5大氣壓時，把合金液倒入保溫爐的中間包中，通過其漏嘴在霧化桶中霧化。霧化采用高壓高純氮氣。霧化的釬料合金通過粉末分級機分級，制成所需要粒度的釬料粉末。釬料合金粉末液相線溫度為970°C，釬焊 溫度1015°C。上述實施例用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護范圍內，對本發明做出的任何修改和改變，都落入本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種用于金剛石焊接的鎳基焊料，其特征在于:由如下以重量百分計的原料制成: Cu 15 25% Cr 6 8% Si 3 6% B 2 4% Fe 6 12% Ni 余量。
2.制造權利要求1所述的一種用于金剛石焊接的鎳基焊料的制備方法，其特征在于:按重量百分數的原料如下Cu 15 25%、Cr 6 8%、Si 3 6%、B 2 4%、Fe 6 12%、Ni余量；配好的原料放入真空感應爐中熔化，開啟真空泵，真空度在1.033X10_2 1.033 X 10 時，打開感應電源熔煉，熔化溫度1150 1300°C，待熔清后保溫3 6分鐘，沖入氬氣到0.5 0.8大氣壓時，把合金液倒入保溫爐，通過保溫爐漏嘴在霧化桶中霧化，霧化的釬料合金通過粉末分 級機分級，制成所需要粒度的釬料粉末。
全文摘要
本發明公開了一種用于金剛石焊接的鎳基焊料及其制備方法。按重量百分數的原料如下Cu15～25%、Cr6～8%、Si3～6%、B2～4%、Fe6～12%、Ni余量配好的原料放入真空感應爐中熔化，開啟真空泵，打開感應電源熔煉，沖入氬氣到0.5～0.8大氣壓時，把合金液倒入保溫爐，通過保溫爐漏嘴在霧化桶中霧化，粉末分級后制成。本發明加入銅降低釬焊溫度，使金剛石在高溫時的碳化減少，保持其出刃鋒利度；由于釬料中含有大量的Fe、Cr、Si等強碳化物元素，釬焊時在金剛石表面形成碳化物相，使金剛石切割刀具具有高的結合強度，提高其切割使用壽命；焊料釬焊后硬度適中，金剛石刀具切割加工時其表面出刃快，效率高。
文檔編號B23K35/30GK103071945SQ20121056933
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月25日 優先權日2012年12月25日
發明者祝邦文, 王名科, 馬紅萍, 管愛枝 申請人:浙江科技學院