【技术实现步骤摘要】
本申请书涉及到普通转让申请书，序列号No.06/624，064，(其申请日期是1984年6月25日)，现在是美国专利No.4，527，998，它的公开内容特在这里插入引证。本专利技术涉及到装有研磨粉粒压制品(abrasive particle compacts)的工具，并更具体地介绍装用这种压制品的钻孔和切割工具和制造这种压制品工具的方法。这种研磨粉粒压制品工具已专门用于油、气勘探钻头和采矿运用中。这种研磨粉粒压制品是一种把诸如钻石和(或)立方形一氮化三硼的研磨粉粒粘合在一起的多晶体物质而形成一种整体的、耐磨的、高强度的物质。上述组成部分能以粉粒间的自结合(self-bonded)关系，利用一种配置在各粉粒之间粘合剂或利用它们的混合物而粘合在一起，例见美国专利No.3，136，615;3，141，746和3，233，988。一种被支住的研磨粉粒压制品在这里称之谓复合压制品的是一种粘合在诸如烧结碳化钨基质材料上的研磨粉粒压制品。这种类型的压制品在例如美国专利Nos.3，743，489;3，745，623和3，767，371中被描述过。这种粘合到基质材料的过...
【技术保护点】
钎焊工具，特征在于包括一种复合压制品，该压制品拥有一种合到一个支架的研磨粉粒层和一种被配置于其间的钎焊填充金属粘合到上述支架的衬底，这种钎焊金属是一种具有液态温度基本上在７００℃以上，并且有以下（重量）成份的合金：钯２０－８０％铬２ －１３％硼１－４％镍其余部分％。
【技术特征摘要】
US 1985-7-5 752,419范围，在这里特插入它的公开说明以供参考。这种合金在这个参考文献中被描述为能的在1800°至2000°F(982°至1093℃)温度范围内进行钎焊。美国专利No.4，414，178教导采用的钎焊合金在制造飞机燃汽涡轮轮部件中是很有用的，但并未建议用钎焊合金来粘结金属碳化物，很少用来将支承式复合多晶体压制品粘结到在这里所公开的衬底上。一种被在若干例子中测定的有用的钎焊合金拥有以下额定的(重量)成份镍Ni 58.7%钯Pd 30%铬Cr 8.3%硼B 3%这种特有的钎焊合金成份不打算在两块被连接的碳化物块之间提供良好的熔合，而要在经受正常制造程序以后和在使用期间可保持其有用。该合金在接合点中均匀地分布着，并在迄今的试验中未曾见过会与烧结碳化钨支架或衬底或它的任何元部件存在不希望有的相互作用。此外，这种钎焊合金可提供先前推荐使用的填充金属所未曾达到过的可靠性和再生性。正如提到过的在美国专利No.4，225，322和4，319，707中提出的Anaconda 773填充金属(铜50%，锌40%，镍10%，熔点范围在950°-960℃)，现在被认为易于与被连接的碳化物块起不希望有的反应，并且还不能在为复合压制品元部件考虑所用的更高温度下提供合适的熔合强度。另一种先前推荐的钎焊填充金属是BAg-1。(ASW-ASTM分类)，它是一种甚至在Anaconda 773填充金属所需温度以下提供钎焊熔合强度的低温钎焊填充金属。另一种已被推荐的钎焊填充金属是TiCuSil(钛4.5%，铜26.7%，剩下的是银，熔点范围为840°-850℃)。然而TiCuSil钎焊得并不好，除非要在真空或惰性气体气氛下进行钎焊。反之，在本发明中所使用的钎焊合金却未曾显现出这些缺点，并且可在室温下提供初始的良好的熔合强度。此外，这种熔合力可在复合压制品元部件的制造与使用时所需的高温场合下基本上维持住。正如由抗剪强度所测定的那样该熔合强度与在极限(potent ial end)工作温度(约为200°-400℃或甚至至少大约高达600℃)下的其他合金测试的熔合强度进行对比来说是特别良好的。这又是与先前的钎焊填充金属相反，先前的填充金属虽已具备了初始室温下的熔合强度;但当在制造或操作中重新加热期间遇到升高的温度范围时，就不会象本发明的钎焊合金同样程度地维持其熔合力。在使用这里所公开的钎焊合金中的另一意想不到的优点是上述熔合力的再生性。迄今为止的测试已表明没有一个用这种公开的合金成份进行了钎焊的复合压制品元部件会因不能满足熔合力的设计技术要求而需要排除掉的。钎焊合金在这种应用中所提供的良好的熔合力和可靠性，对这样复杂配料的钎焊合金成份来说也是意想不到的。这些实例将证明这种钎焊合金的有效性。在实现本发明过程中钎焊合金被加热到其固线温度以上。正如上面指出那样，这对于一般在现行钻头应用中采用的自熔合、有第二相金属渗流的复合压制品来说，当然是超过一般公认的破坏温度，700℃。甚至在热稳定更好的压制品情况下，例如在美国专利Nos.4，288，248和4，151，686中所述，认为在层19中应当避免不必要地升高研磨粉粒温度。因此，在本发明的实践中推荐采用一种例如在美国专利Nos.4，225，322和4，319，707中所述的方法与设备。参考美国专利No.4，319，707的设备，如图2所示，一种制造部件11的设备51包括有框架部分52，在该框架上装有一对气压唧筒(pneumatic cylinders)53和55，用以压紧与一个感应线圈组件58相关联、正在进行钎焊的部件11。气压唧筒53包括有一个带有一个压头61的冲杆(plunger)59，用以顶住复合压制品13的一端。压头61可被刻有凹口以帮助压制品13对准衬底15。换一种做法，可以不刻凹口而用另一种方法，例如用一个陶瓷套筒(未示出)以便在钎焊以前维持部件的应有的对准状态。压头61还由传统结构的冷却剂源，67经过管子65提供一种冷却剂-最好是水。压头61同冷却剂源67一起在将压制品13钎焊到衬底15期间，对钻石层19起到一个热沉的作用。最好是将一种可变形的导热材料，例如铜盘，放在压制品13的钻石层19和压头61之间以改善从层19到压头61的导热率。同样，气压唧筒55包括在其一头固定有一个压头71的冲杆69。一个杯状陶瓷绝缘体78被放置于压头71上，以便为了在钎焊操作期间阻止衬底将热散给压头71而支承在衬底15的一端18。压头71还通过管子65与冷却剂源67互相连接。气压唧筒53和55均被对应地经过控制阀77和79而供有来自空气源66的压缩空气。冲杆59和69在伸展时将元件11与被支柱83和85支承在支架52上的感应线圈组件58定位于同轴的位置上。用于组件58的第三支柱未在图上示出。未在图上示出的还有线圈的组合结构。线圈85与作为电源的射频发生器93互相接通。对于线圈组件的详细结构可参考美国专利Nos.4，225，322和4，319，707。应当指出在钎焊操作期间，如果需要的话钻石层19的温度可通过传统的有触觉或无触觉装置(tact ide and non-taclile means)以传统的方式进行监控。例如，为了保证冷却剂源正常工作而要防止钻石层19的温度超过会发生热损坏的温度极限值，可使用热电偶、纤维光学及其他传感器作为保护措施。这种监控作用例如可通过在压头61的垂直中心钻一个孔以便感受同钻石层19的接触而对其温度进行监控。在这方面，现已发现这种一般用于钻孔用途的压制品的上述自结合、第二相渗透的钻石层19显然能经得住700℃以上的短时温度偏离(猝发)，正如下列实例所表明的那样，没有产生通常加热超过700℃便会产生的任何明显热破坏的迹象。下面各例表明本发明是怎样实施的，但不应认为是限制。在本申请书中，所有的百分数和成份，除非特别指明，都是以重量表示，而所有的单位都用公制。并且所有在这里引用的参考文献都特地在这里插入以供参考。例1十个具有钴烧结碳化钨支持层(2530-NC Stratapax钻坯制品，通用电气公司，Worthington，Ohio)的自结合、金属渗透的多晶体钻石压制品被按照美国专利Nos.4，225，322和4，319，707所公开的方法与设备而粘合到13.4毫米正圆筒形钴钨硬质合金55B级的用钴烧结碳化钨衬底上去，但有以下例外外情况第一，所用的粘结合金径分析并确定为如下成份(重量百分比)镍 58.64±0.7%钯 30.0...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特拉尔夫施罗德，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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