一种钎焊预混料及由其制备均布钎焊金刚石串珠的方法技术

一种钎焊预混料及由其制备均布钎焊金刚石串珠的制备方法，其钎焊预混料，包括钎焊粉末和包裹调节剂；所述包裹调节剂为金属粉末、金属化合物粉末和硬质颗粒中的一种或多种与陶瓷粉末组成的混合物；所述钎焊粉末为气体雾化法制备的铜基或镍基合金粉末，钎焊粉末与包裹调节剂混合后在保护气氛或者真空条件下球磨，再过200

【技术实现步骤摘要】
一种钎焊预混料及由其制备均布钎焊金刚石串珠的方法


[0001]本专利技术涉及钎焊金刚石串珠制造领域，尤其是涉及一种钎焊预混料及由其制备金刚石串珠的制备方法。

技术介绍

[0002]目前，常用的金刚石串珠主要包括烧结金刚石串珠和钎焊金刚石串珠两种，其中，烧结金刚石串珠使用寿命较长但切割效率不高，钎焊金刚石串珠切割效率高但实际使用寿命偏短，这两者的使用寿命、切割效率表现不一，在某些方面，串珠的使用寿命与切割效率存在对立性；在某种程度上，烧结金刚石串珠与钎焊金刚石串珠又具有使用互补性。
[0003]金刚石为共价键结构与一般金属间的界面能较高，导致两者间难以形成高强度的界面结合。因此，如何提高金刚石与胎体的结合力是金刚石工具研究的重点。最常见的提高金刚石与胎体结合力的方式主要为金刚石镀覆、金刚石粗糙化处理、胎体中添加活性元素、选用烧结冷却时胎体比容增大的胎体金属、改善烧结方式等，其中，以添加活性碳化物元素最能有效增加金刚石与胎体见的结合力。
[0004]目前，基于铜、镍与金刚石润湿性好，借助铜或镍的高温熔液的流动与扩散，添加Ti、Cr、Mo、W等活性元素至其中与金刚石之间形成碳化物，以提高胎体与金刚石之间的界面结合力。现有钎焊金刚石串珠以钎焊粉或钎焊膏为胎体原材料，一般以撒粉或涂膏、多次上料的方式制备，其生产效率偏低难以大批量生产，生产成本偏高。
[0005]CN104875132BA公开了一种钎焊超硬磨料工具的制备方法，包括以下步骤：第一步、将稀释材料与钎焊焊料混成复合料，所述稀释材料在钎焊过程中不与所述钎焊焊料发生化学发应、且相对挥发度在钎焊温度下低于预设值；第二步、在超硬磨料外表面包裹由第一步制成的所述复合料，在进行包裹时使用体积浓度为10％～80％的水溶性粘结剂将所述复合料与超硬磨料粘接固定，得到复合磨粒，其中，所述稀释材料不与所述超硬磨料发生化学反应；第三步、将所述复合磨粒与填充材料、填充焊料、水溶性粘结剂混合形成混合料，所述填充材料为既不与填充焊料发生化学反应、又不与超硬磨料发生化学反应的材料；第四步、将所述混合料放入模具内，加压定型形成钎焊胚块；第五步、将多个所述钎焊胚块叠加进行加热钎焊，制成多层的钎焊超硬磨料工具；所述填充材料与所述复合磨粒的粒度比为0.8～1.2；所述填充焊料的体积比为3％～10％；所述水溶性粘结剂的体积浓度为10％～80％；所述稀释材料与钎焊焊料按体积比1：5～2：1配混成复合料；其中，所述体积比是指以所述钎焊胚块的几何体积为总体积计算得出；所述第一步中，通过调节所述稀释材料与所述钎焊焊料的比例来控制所述超硬磨料表面的焊接面积；所述第五步中加热钎焊的具体方式包括以下至少一种：真空电阻钎焊、真空感应钎焊、高频感应钎焊、火焰钎焊和保护气氛钎焊。该方法虽然对超硬磨粒包裹用的复合料做了改进，但后续采用模具加压定型、加热钎焊进行加工，其生产效率偏低。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种使用方便且性能优良、便于规模化生产、金刚石均布与串珠基体上的钎焊预混料，进而加快钎焊串珠的上料速度，并使金刚石快速均匀排布；同时，提供了利用该钎焊预混料制备均布钎焊金刚石串珠的方法。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案之一是：
[0008]一种钎焊预混料，包括钎焊粉末和包裹调节剂；所述包裹调节剂为金属粉末、金属化合物粉末和硬质颗粒中的一种或多种与陶瓷粉末组成的混合物；所述钎焊粉末为气体雾化法制备的铜基或镍基合金粉末，钎焊粉末与包裹调节剂混合后在保护气氛或者真空条件下球磨(优选，在氧化锆球磨罐内湿磨)，再过200
‑
400目筛网筛分得到的钎焊预混料。
[0009]所述球磨时添加0.5～1.5％的硬质酸锌，防止铜基或镍基合金粉末表面活性较高时与钢球以及球磨罐焊合在一起。
[0010]以质量百分比剂，所述包裹调节剂的用量为钎焊粉末的5～20％(W/W)，包裹调节剂主要调节钎焊胎体层的耐磨性和烧结性能以及生产成本，防止烧结流挂和变形。
[0011]所述包裹调节剂为金属粉末与陶瓷粉末按质量比1:1～4:1混合的混合物，所述金属粉末为钛粉、铁粉、铬粉或镍粉中的任一种。
[0012]本专利技术的钎焊预混料，通过对气体雾化法制备的金属粉末在保护气氛或真空下进行球磨，对金属粉末表面进行处理，并获得细粒度的粉末，改善钎焊粉末的成形性，便于后续钎焊预混料与金刚石的有效包裹。并通过将钎焊粉末与包裹调节剂进行混合，进而对常规钎焊粉末的强度和耐磨性进行调整，进而提高钎焊预混料与金刚石包裹的效率，改善钎焊预混料包裹的金刚石粒子的稳定性，并能提高钎焊预混料与基体间的结合强度。
[0013]本专利技术解决其技术问题所采用的另一技术方案是：
[0014]一种制备均布钎焊金刚石串珠的方法，包括以下步骤：
[0015]1)钎焊预混料的制备；
[0016]2)制粒包裹：利用步骤1)制备的钎焊预混料对超硬磨料进行制粒包裹，得到超硬磨粒；
[0017]3)基体制备与表面处理：；
[0018]4)串珠布料：在步骤3)表面的基体工作表面喷涂或涂刷粘结剂，再将步骤2)制粒包裹的超硬磨粒撒落分散至基体表面，依靠基体表面的粘结剂包裹超硬磨粒而被固定到串珠表面，依次反复，直到串珠表面撒满超硬磨粒，再用压缩空气吹走、振动或旋转等方式去除串珠表面多余的超硬磨粒，使串珠表面均匀布撒一层超硬磨粒；然后，在串珠表面喷洒或涂覆一层钎焊料浆，再烘干；
[0019]5)串珠烧结与后处理。
[0020]步骤2)中，超硬磨料包括天然金刚石、人造金刚石、CBN、聚晶金刚石、聚晶CBN、硬质合金、碳化硅、三氧化二铝中的一种或两种、多种的混合体，所述超硬磨料的粒度为60目～20目。
[0021]步骤2)中，超硬磨料制粒包裹使用体积浓度10％～80％水溶性粘结剂粘接固定，超硬磨料制粒包裹用的钎焊预混料的重量与超硬磨料重量之比为5～20。
[0022]步骤3)中，基体外表面呈锥形或波浪形，用于制备单层钎焊金刚石串珠，有利于延
长切割寿命与提升切割效率；基体外表面设有沟槽，用于制备多层钎焊金刚石串珠，可有效防止烧结流挂。基体加工后需要镀铜或镀镍处理，上料前用酒精清洗表面，并烘干。
[0023]步骤4)中，相邻超硬磨粒中金刚石等超硬磨料之间的间距为0.5～3mm。
[0024]多层钎焊金刚石串珠制备时，步骤4)串珠布料的操作反复2～4次，且串珠布料时，基体外表面的沟槽用工件覆盖，防止粘结剂或钎焊料浆喷洒到串珠非工作面。
[0025]烘干的具体操作为：串珠喷洒或涂覆钎焊料浆后，置于干燥箱内于80
‑
120℃烘烤2
‑
4小时。
[0026]步骤5)中，布料后的串珠放置真空炉内烧结，控制升温速度，经低温脱脂与高温烧结得到钎焊串珠。其中，对于铜基钎焊料，胎体温度控制在870
‑
935℃，镍基钎焊料，其烧结温度介于1010...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钎焊预混料，其特征在于，包括钎焊粉末和包裹调节剂；所述包裹调节剂为金属粉末、金属化合物粉末和硬质颗粒中的一种或多种与陶瓷粉末组成的混合物；所述钎焊粉末为气体雾化法制备的铜基或镍基合金粉末，钎焊粉末与包裹调节剂混合后在保护气氛或者真空条件下球磨，再过200
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400目筛网筛分得到的钎焊预混料。2.如权利要求1所述钎焊预混料，其特征在于，所述球磨时添加0.5～1.5％的硬质酸锌。3.如权利要求1或2所述钎焊预混料，其特征在于，以质量百分比剂，所述包裹调节剂的用量为钎焊粉末的5～20％(W/W)。4.如权利要求1或3所述钎焊预混料，其特征在于，所述包裹调节剂为金属粉末与陶瓷粉末按质量比1:1～4:1混合的混合物，所述金属粉末为钛粉、铁粉、铬粉或镍粉中的任一种。5.一种制备均布钎焊金刚石串珠的方法，包括以下步骤：1)钎焊预混料的制备：所述钎焊预混料如权利要求1～4任一项所述；2)制粒包裹：利用步骤1)制备的钎焊预混料对超硬磨料进行制粒包裹，得到超硬磨粒；3)基体制备与表面处理；4)串珠布料：在步骤3)表面的基体工作表面喷涂或涂刷粘结剂，再将步骤2)制粒包裹的超硬磨粒撒落分散至基体表面，再去除多余的超硬磨粒，使串珠表面均布一...

【专利技术属性】
技术研发人员：佘直昌，周斌，杨跃飞，唐汇德，甄春刚，黄鹏，
申请(专利权)人：长沙百川超硬材料工具有限公司，
类型：发明
国别省市：