钎焊金刚石工具用复合钎料及钎焊金刚石工具成型装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于钎焊金刚石工具制造应用技术领域，具体公开了钎焊金刚石工具用复合钎料，包括Ni基合金钎料本体和金属Cu粒子，金属Sn粒子和少量磷粉等。本发明专利技术的有益效果在于：用Cu粒子、Sn粒子和磷粉掺杂Ni基复合钎料生产的的金刚石工具，在润湿性的提高和消除残余应力方面有着很大的优势，尤其是在生产多层钎焊的金刚石工具中，通过Cu和Ni互相融化和Sn粒子和磷粉的软化效果，在保证金刚石润湿性的同时，使得钎焊金刚石的自锐性极大提高，尤其是在多层钎焊工具中，使用该复合焊料的金刚石工具出刃效果极佳。效果极佳。效果极佳。

【技术实现步骤摘要】
钎焊金刚石工具用复合钎料及钎焊金刚石工具成型装置


[0001]本专利技术属于钎焊金刚石工具制造应用
，具体涉及钎焊金刚石工具用复合钎料及钎焊金刚石工具成型装置。

技术介绍

[0002]金刚石的钎焊是指将熔点低于母材的活性钎料熔化，利用液态钎料与钢基体和金刚石界面上的润湿、溶解、扩散和化合作用，在冷却凝固后使三者之间形成强力结合的方法。所选用的金刚石和钎料的界面结合强度，直接决定了钎焊金刚石工具的寿命及使用效率。
[0003]由于金刚石是非金属的原因，大多数纯金属对金刚石的浸润性都很差，因此金刚石的钎焊性较差。虽然Al、Fe、Co和Ni，在液态时能浸润金刚石，但在能浸润的温度下，它们对金刚石的侵蚀都很严重。比如Ti、Zr、Cr、V等元素与金刚石形成的碳化物，虽然都能很好地浸润金刚石，但通常钎料熔化的温度都大于1600℃，金刚石在这个温度下会存在严重石墨化现象。因此从钎焊金刚石的角度出发，找到低于热损伤熔点的合金材料作为钎料，并考虑加入某些活化元素以改善对金刚石的浸润性和亲和，是制造高品质钎焊金刚石工具的是一个重要的途径。所以专利技术一种简单有效的方法来降低Ni基合金钎料的熔点，同时又兼顾到减少残余应力和界面微裂纹，是非常有必要的。
[0004]因此，针对上述所存在的弊端问题，本专利技术提供钎焊金刚石工具用复合钎料及钎焊金刚石工具成型装置。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术的目的是提供钎焊金刚石工具用复合钎料及钎焊金刚石工具成型装置，解决
技术介绍
中所存在的技术问题，提高了磨料在多层钎焊金刚石工具中的自锐性，减小了制造过程中钎焊金刚石工具石墨化现象，同时降低钎料和金刚石连接处的残余应力和微裂纹，使得金刚石工具自锐性变强，并在保证钎焊金刚石接头的界面强度的同时保证了低钎焊温度和低残余应力，提高金刚石工具的品质。
[0006]技术方案：本专利技术的第一方面提供的钎焊金刚石工具用复合钎料，包括Ni基合金钎料本体和金属Cu粒子，金属Sn粒子和少量磷粉，所述复合钎料的组分按照体积比为85
‑
90% 的Ni基合金钎料，3
‑
5%的Cu金属粒子，4
‑
6%的Sn金属粒子和2
‑
4%的磷粉。
[0007]本技术方案的，所述Ni基合金钎料本体成分按照质量比为83%Ni、7%Cr、4%Fe、3%Si和3%B，所述金属Cu粒子占Ni基复合钎料的体积百分比为3％
‑
5％，所述金属Sn粒子占Ni基复合钎料的体积百分比为4％
‑
6％，所述非金属磷粉占Ni基复合钎料的体积百分比为2％
‑
4％。
[0008]本技术方案的，所述Ni基钎料，金属Cu粒子以及金属Sn粒子均为微米级球形粉末，磷粉末为无定型粉末；所述Ni基钎料的粒径为120
‑
150
µ
m，金属Cu粒子粒径为25
‑
38
µ
m，金属Cu粒子纯度≧99%，金属Sn粒子的粒径为25
‑
38
µ
m，金属Sn粒子纯度≧99%，磷粉160
‑
180
µ
m；
其中，钎焊金刚石工具用复合钎料的制备，包括以下步骤：步骤（1）、按照体积份数分别计取85
‑
90% 的Ni基合金钎料，3
‑
5%的Cu金属粒子，4
‑
6%的Sn金属粒子和2
‑
4%的磷粉；步骤（2）、按照钎料体积分数的15%加入钎焊金刚石颗粒；步骤（3）、使用三维运动混合器将三种微米级球形粉体，磷粉和金刚石颗粒进行混合。
[0009]本技术方案的，所述对钎焊金刚石工具成型装置压制的成型钎焊金刚石工具进行后处理，将成型钎焊金刚石工具放置在真空电阻加热炉内最高温度为1010℃，保温时间：15min，炉内真空度：1
´
10
‑3Pa。
[0010]本技术方案的，所述混料后在金刚石混有Cu粒子、Sn粒子和磷粉掺杂Ni基复合钎料中滴入适量液体石蜡并搅拌均匀。
[0011]本专利技术的第二方面提供的钎焊金刚石工具成型装置，包含有所述钎焊金刚石工具用复合钎料；其中钎焊金刚石工具制作，将滴入适量液体石蜡并搅拌均匀的金刚石、Cu粒子、Sn粒子、磷粉和Ni基复合钎料的混合粉末利用钎焊金刚石工具成型装置压铸成型，所述钎焊金刚石工具成型装置包括上模块（6）、下模块（7），下模块（7）上部端面内设置有型腔嵌件（8），上模块（6）一端位于型腔嵌件（8）内，下模块（7）内设置有垫块（9）和基体（10），垫块（9）一端与基体（10）接触，基体（10）的另一端位于型腔嵌件（8）内，且与上模块（6）连接。
[0012]本技术方案的，对钎焊金刚石工具成型装置压制的成型钎焊金刚石工具进行后处理，将成型钎焊金刚石工具放置在真空电阻加热炉内最高温度为1010℃，保温时间：15min，炉内真空度：1
´
10
‑3Pa。
[0013]本技术方案的，所述真空电阻加热炉内升温速率为10℃/min，降温为随炉自然冷却至350度，再充加惰性气体氩气使得快速冷却至室温。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的钎焊金刚石工具用复合钎料及钎焊金刚石工具成型装置的有益效果在于：1、本专利技术的掺杂相为微米级球形金属Cu粒子Sn粒子和磷酸氢二钠粉，经过三维混料机混料均匀后，形成的Cu粒子，Sn粒子，磷粉掺杂Ni基复合钎料可以有效提高钎焊金刚石接头的界面强度；2、钻石端没有可见的缺陷，钻石均匀地分布在段中。此外，在横截面中出现了许多凹坑，这表明Ni基合金表现出优异的润湿性到钻石。金刚石周围有一些丘状结构，这种钎焊轮廓可以有效提高金刚石磨粒的结合强度。所有这些特性表明获得了所需的钎焊效果。其中Cu与Ni在高温中互熔，减小了金刚石与Ni基合金钎料和基体之间连接处的残余应力，较少了微裂纹，提升了钎焊界面连接强度；3、本专利技术磷粉占Ni复合钎料的体积百分比为2
‑
4％。磷粉显著降低了金刚石钎料的熔点，避免了制造金刚石工具时金刚石石墨化的产生，同时由于磷粉松软的特质，尤其是在应用多层钎焊金刚石的情况下，金刚石自锐性极大提高。当磷粉体积占比低于2%时，对钎焊金刚石钎料的熔点降低程度不明显。磷粉体积占比高于4%时，尽管钎料熔点降低明显，但焊料硬度降低，严重影响了钎料融化后的使用寿命。专利技术人通过钎焊金刚石工具的实验验证，当磷粉占比为2
‑
4%时，Ni复合钎料既保持低熔点的同时，又明显提升了自锐性，从而加长了金刚石工具的使用寿命；4、本专利技术掺杂Sn粉占Ni基复合钎料的体积百分数为4
‑
6%，Ni基复合材料在膨胀系数上高于一般Cu基焊料，想对比Cu基焊料，裂纹生成较多，而引入了Sn金属粒子，使得在钎
焊热应力作用下，产生裂纹或断裂的可能性极大减弱。Sn粒子体积占比低于4%时，钎焊金刚石接头内部残余应力的缓解程度不明显。Sn粒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.钎焊金刚石工具用复合钎料，其特征在于：包括Ni基合金钎料本体和金属Cu粒子，金属Sn粒子和少量磷粉，所述复合钎料的组分按照体积比为85
‑
90% 的Ni基合金钎料，3
‑
5%的Cu金属粒子，4
‑
6%的Sn金属粒子和2
‑
4%的磷粉。2.根据权利要求1所述的钎焊金刚石工具用复合钎料，其特征在于：所述Ni基合金钎料本体成分按照质量比为83%Ni、7%Cr、4%Fe、3%Si和3%B，所述金属Cu粒子占Ni基复合钎料的体积百分比为3％
‑
5％，所述金属Sn粒子占Ni基复合钎料的体积百分比为4％
‑
6％，所述非金属磷粉占Ni基复合钎料的体积百分比为2％
‑
4％。3.根据权利要求1或2所述的钎焊金刚石工具用复合钎料，其特征在于：所述按照钎料体积分数的15%加入钎焊金刚石颗粒，金刚石粒径为100
‑
120
µ
m。4.根据权利要求3所述的钎焊金刚石工具用复合钎料，其特征在于：所述Ni基钎料，金属Cu粒子以及金属Sn粒子均为微米级球形粉末，磷粉末为无定型粉末；所述Ni基钎料的粒径为120
‑
150
µ
m，金属Cu粒子粒径为25
‑
38
µ
m，金属Cu粒子纯度≧99%，金属Sn粒子的粒径为25
‑
38
µ
m，金属Sn粒子纯度≧99%，磷粉160
‑
180
µ
m；其中，钎焊金刚石工具用复合钎料的制备，包括以下步骤：步骤（1）、按照体积份数分别计取85
‑
90% ...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈致理，林诚，王溯，周颢，
申请(专利权)人：南京固华机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：