一种钎焊金刚石工具用铜锌钛钎料，其特征在于：所述铜锌钛ＣｕＺｎＴｉ钎料包括下述重量比的原料，其中：铜４５．０～７０．０％、锌２８．０～４７．０％、钛０．１～１５．０％；所述铜锌钛ＣｕＺｎＴｉ钎料还包括下述重量比的原料中的任意一种或两种以上组合，其中：锰０～１５．０％、镍０～１５．０％、硅０～２．０％、铬０～５．０％、镧０～０．５％或铈０～０．５％。本发明专利技术的优点在于：可以使金刚石与基体形成牢固冶金结合，结合强度高；钎料熔点较低，对金刚石热损伤小，易于钎焊；钎料塑性好，可加工成片、粉等形状；不含银等贵重金属元素，可在气体保护下钎焊金刚石制品，工艺简单，成本低。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及焊接材料，特别是一种适用于金刚石与基体实现钎焊结合的钎焊金刚 石工具用铜锌钛钎料。
技术介绍
由金刚石制作的超硬材料工具(制品)被广泛应用于各类金属材料的磨削加工， 石材、陶瓷、光学玻璃等硬脆材料的加工，以及公路养护、地质采矿、油气钻探等众多工程领 域，市场需求应用量很大。金刚石与一般的金属、合金之间有很高的界面能，其表面不易被熔化的金属或合 金所浸润。目前生产中使用的金刚石工具一般是利用粉末烧结或单层电镀工艺来制作。这 两种工艺主要存在问题在于，磨粒只是被机械地包埋、镶嵌在结合层中，把持力不大，在负 荷较重的加工中容易因把持力不足而导致磨料过早脱落。除把持力不足外，另一方面，在烧 结和电镀工具中，磨粒的出露高度不大，容屑空间较小，在磨削加工时容易产生磨屑的粘附 堵塞，降低工具的加工性能和使用寿命。由于多层烧结和单层电镀金刚石工具存在上述缺陷和弊端，使其在高效磨削和高 速/超高速磨削中的应用受到较大限制。为此，近十几年来人们开始探索钎焊技术用于金 刚石工具制作，其出发点是希望借助钎焊时在金刚石磨料、钎料和基体界面上发生的熔解、 浸润、扩散、化合等相互作用(即通常所说的化学冶金作用)，从根本上改善基体和钎料合金 对金刚石磨料的把持强度。钎焊金刚石工具其目的在于通过金刚石、钎料合金、基体之间形成冶金结合以在 金刚石自身性能不下降的情况下获得基体对金刚石牢固的把持力，满足高速高效加工技术 发展要求，其关键技术在于钎料合金及与其相适应的钎焊技术。由于具有非常优越的使用 性能，用钎焊法制作金刚石工具已开始成为研究和应用的热点技术。采用熔点较低的适合 钎焊金刚石用的合金钎料，研究高效、低成本的钎焊技术，研究钎焊接头微观组织结构、界 面反应热力学和动力学及应用性能是目前研究的主要研究内容，采用的钎料合金主要有镍 基、铜基、银基三类。目前镍基钎料研究较成熟，有NiCrSiB、NiCrP、NiFe合金添加Cr粉等，钎焊工艺采 用真空、氩气保护、盐浴、大气条件下钎焊等。目前，在欧洲、日本等少数国家和地区(包括我 国台湾地区在内)已经开始小批量试制单层钎焊金刚石工具，工业应用的钎焊金刚石工具 基本上都是用镍基钎料真空炉中钎焊。镍基钎料的主要不足有钎料熔点高，易对金刚石造 成损伤；钎料为降低熔点加入B、Si、P等元素，脆性大，需要以非晶态或粉状使用，同时容易 造成接头脆性大；为避免对金刚石的损伤，最合适的工艺方法也就是采用真空炉中钎焊，但 工艺成本高。铜基钎料方面，有CuSnTi、CuSnNiTi、CuSnCr、CuSnTiZr合金等，为降低熔 点，合金中加入有大量的锡，但含锡合金脆性很大，不利于金刚石工具使用。中国专利 CN200610104846. 5公开了一种金属一金刚石钎焊用铜锰基预合金粉末及其制备方法，该方3法采用了加锰的CuMnTi预合金粉钎焊金刚石工具，由于含有较多的锰，难以加工成片或箔 材，不利于推广应用。银基钎料方面，主要为有AgCuTi、AgCuV、AgCuZnCr等合金。用银基钎料钎焊金刚 石的主要问题在于由于含有大量的贵金属银，成本高，难于在钎焊金刚石工具行业大规模 应用。
技术实现思路
本专利技术的目的正是针对上述现有技术的状况和存在的不足之处而专门研制一种 钎焊金刚石工具用铜锌钛钎料。本专利技术的钎料可以使金刚石与基体形成牢固冶金结合，结 合强度高；钎料熔点较低，对金刚石热损伤小，易于钎焊；钎料塑性好，可加工成片、粉等形 状；不含银等贵重金属元素，可在气体保护下钎焊金刚石制品，工艺简单，成本低。本专利技术的目的可通过下述技术措施来实现本专利技术的钎焊金刚石工具用铜锌钛钎料包括下述重量比的原料，其中铜 45. 0 70· 0%、锌 28. 0 47· 0%、钛 0. Γ15. 0%。本专利技术中所述铜锌钛CuZnTi钎料还包括下述重量比的原料中的任意一种或两种 以上组合，以获得与金刚石工具性能相适应的合金成分，其中锰(Γ15. 0%、镍(Γ15. 0%、硅 0 2. 0%、铬(Γ5. 0%、镧(TO. 5% 或铈(TO. 5%ο本专利技术中所述铜的重量比为56. 89Γ60. 5%的、所述锌的重量比为38. 09Γ41. 77%， 所述钛的重量比为0. 5^2. 0%。本专利技术中所述硅的重量比为0. 5%，所述镧的重量比为0. 03%，所述铈的重量比为 0. 03%。本专利技术是基于下述各元素的特性原理而选择作为钎料的制备原料的。a、锌可以降低铜合金的熔点，锌与铜可形成强度和塑性良好的固溶体，但合金锌 含量超过一定值后，组织中会形成β、Y等脆性相；b、钛活性元素，可与碳和锌形成化合物，形成牢固连接； C、锰可以提高高温强度、改善润湿性，又能降低熔点；d、镍可以提高钎料的强度和润湿性，但会使钎料熔点升高；e、硅可以降低钎料熔点，防止锌、锰的蒸发，提高润湿；f、铬碳化物形成元素，可提高润湿，形成牢固结合；g、镧或铈微量的镧或铈可以净化晶界，细化晶粒，改善钎料的润湿性。本专利技术的钎料合金的制备方法可以经过真空气保护熔炼成铸锭，再经挤压轧制成 片材；可以经过真空气保护熔炼，再气雾化成粉状；也可先将部分成分按配比制成合金，部 分以金属粉形式与已制成的合金配合使用。本专利技术的有益效果如下在铜中添加锌，可以降低熔点，同时合金具有良好的强度和韧性，成本也低；添加较高 含量的活性元素钛、铬、硅，可以依靠活性元素对金刚石的润湿和形成一定数量的碳化物， 使金刚石、钎料、基体间形成牢固冶金结合；添加锰、镍、镧或铈，提高合金综合性能，以获得 与金刚石工具性能要求相匹配的钎料。具体实施例方式本专利技术以下将结合实施例作进一步描述 实施例1本实施例的铜锌钛CuZnTi钎料是由重量比为60. 5%的铜、38. 0%的锌、1. 5%的钛原料 经过真空气保护熔炼成铸锭，再经挤压轧制成的片材。实施例2本实施例的铜锌钛CuZnTi钎料是由重量比为56. 8%的铜、38. 0%的锌、4. 2%的猛、1. 0% 的钛原料经过真空气保护熔炼成铸锭，再经挤压轧制成的片材；也可经过真空气保护熔炼， 再气雾化成粉状。实施例3本实施例的铜锌钛CuZnTi钎料是由重量比为56. 8%的铜、41. 77%的锌、9. 5%的镍、 1. 2%的钛、0. 03%的铈原料经过真空气保护熔炼成铸锭，再经挤压轧制成的片材。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种钎焊金刚石工具用铜锌钛钎料，其特征在于：所述铜锌钛ＣｕＺｎＴｉ钎料包括下述重量比的原料，其中：铜４５．０～７０．０％、锌２８．０～４７．０％、钛０．１～１５．０％。
【技术特征摘要】
一种钎焊金刚石工具用铜锌钛钎料，其特征在于所述铜锌钛CuZnTi钎料包括下述重量比的原料，其中铜45.0~70.0%、锌28.0~47.0%、钛0.1~15.0%。2.根据权利要求1所述的钎焊金刚石工具用铜锌钛钎料，其特征在于所述铜锌钛 CuZnTi钎料还包括下述重量比的原料中的任意一种或两种以上组合，其中猛(Γ15. 0%、镍 0 15. 0%、硅(Γ2. 0%、铬(Γ5. 0%...
【专利技术属性】
技术研发人员：于新泉，乔培新，龙伟民，裴夤崟，马力，钟素娟，潘建军，邹伟，
申请(专利权)人：郑州机械研究所，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]
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