钎焊的涂布的含金刚石材料制造技术

本公开内容涉及钎焊的涂布的含金刚石材料，以及制造钎焊的涂布的含金刚石材料的方法。将所述涂布的含金刚石材料钎焊的方法可以包括：使钎焊金属与耐火金属层和基底接触；至少将所述钎焊金属加热至所述钎焊金属的熔融温度以上；并且使所述钎焊金属与基底接触以形成钎焊金属层，以将含金刚石材料、钎焊金属层和基底接合在一起。所述方法的优势可包括，可以在空气中、在环境压力下并且在无需保护层的情况下进行所述钎焊步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本公开内容涉及钎焊的涂布的含金刚石材料，以及制造钎焊的涂布的含金刚石材料的方法。将所述涂布的含金刚石材料钎焊的方法可以包括：使钎焊金属与耐火金属层和基底接触；至少将所述钎焊金属加热至所述钎焊金属的熔融温度以上；并且使所述钎焊金属与基底接触以形成钎焊金属层，以将含金刚石材料、钎焊金属层和基底接合在一起。所述方法的优势可包括，可以在空气中、在环境压力下并且在无需保护层的情况下进行所述钎焊步骤。【专利说明】钎焊的涂布的含金刚石材料相关申请的交叉引用本申请基于先前提交的美国临时专利申请61/509，711并且要求所述美国临时专利申请的优先权，该美国临时专利申请是于2011年7月20日提交的。
本公开内容涉及钎焊的涂布的含金刚石材料以及制造钎焊的涂布的含金刚石材料的方法。具体地，所述钎焊涂布的含金刚石材料的方法可在空气中、在环境压力下并且在无需保护层和/或保护气氛的条件下实施。
技术介绍
含金刚石材料可以用于对金属、金属合金、复合物、玻璃、塑料、木料、石料、地质建造、地层和陶瓷进行机械加工、切割、研磨、抛光和/或钻孔。可以将含金刚石材料粘结至基底，通过将含金刚石材料粘结至基底，以用于提高工具性能的目的。以这种方式，含金刚石材料可以提供坚硬的研磨面，而基底可以提供强度、韧性以及将工具连结至工具架的手段。当基底为整合有含金刚石材料的工具的部分时，所述基底可以提供强度和容易的操作。将许多含金刚石材料形成为整体粘结至碳化钨基底的多晶层。为了将这些材料引入工具中，将其切至期望的尺寸和形状，并且将基底钎焊至工具架。本领域普通技术人员公知这种类型的工具制造的方法。将其它含金刚石材料形成为独立体或独立层。在工具中使用这些类型的含金刚石材料的问题之一在于，含金刚石材料必须充分粘结至基底以允许工具有效起作用。例如，通常使用钎焊金属或合金在约700°C至约1200°C的温度下将含金刚石材料粘结至基底。然而，在高于约700°C的温度，许多含金刚石材料发生热氧化。含金刚石材料的热氧化表面干扰将含金刚石材料钎焊至基底的能力和/或使含金刚石材料的完整性劣化。至少由于这种原因，用以将含金刚石材料钎焊至基底的方法可能涉及使用惰性气氛、减压或保护层以防止或最小化含金刚石材料的氧化。尽管使用这些技术可能产生令人满意的粘结效果，但是这些方法需要使用昂贵的工艺条件，这对于工业规模来说可能不切实际。由此可见，需要在空气中在环境压力下和/或在不使用保护层的条件下制造钎焊的含金刚石材料的方法；还需要能够在含金刚石材料和基底之间形成强粘结的钎焊的涂布的含金刚石材料。还需要钎焊的涂布的含金刚石材料，其可以以如下的方式粘结至基底，该方式使得含金刚石材料的氧化最小化而无需保护层。此外，还需要在无需惰性气氛、减压气氛或保护层的条件下钎焊涂布的含金刚石材料。
技术实现思路
以下实施方式不是广泛的概述。以下描述并不旨在确认各个实施方式的关键要素，也不旨在限制其范围。在一个实施方式中，钎焊的涂布的含金刚石材料包含:第一种含金刚石材料；包含耐火金属碳化物的任选的碳化物层，其中所述碳化物层可以与所述含金刚石材料直接接触，并且该碳化物层可以是连续或不连续的；包含耐火金属或耐火金属合金的耐火金属层，其中所述耐火金属层可以与所述碳化物层或所述第一种含金刚石材料直接接触；包含钎焊金属的钎焊金属层，其中所述钎焊金属层可以与所述耐火金属层的至少一部分直接接触；以及基底，其中所述基底的表面的至少一部分可以与所述钎焊金属层直接接触，并且其中所述基底包含第二种含金刚石材料、硬质合金、多晶立方氮化硼(PcBN)超硬磨料、陶瓷、金属、金属合金和/或其组合。在一个实施方式中，所述第一种含金刚石材料和第二种含金刚石材料可以各自独立地包含单晶金刚石、化学气相沉积的金刚石、碳化硅粘结的金刚石复合物、钴-多晶金刚石复合物、热稳定性金刚石复合物和/或其组合。在一个实施方式中，所述耐火金属可以包含钨、钛、铌、锆、钽、钒、铬或钥。在一个实施方式中，所述耐火金属合金可以包含至少一种耐火金属以及任选的至少一种非耐火金属。在一个实施方式中，所述耐火金属碳化物可以包含耐火金属或耐火金属合金的至少一种金属。在一个实施方式中，所述耐火金属层的厚度可以为约0.Ιμπι至约ΙΟΟμπι。在一个实施方式中，可以通过涂布方法将所述耐火金属或耐火金属合金直接沉积于所述含金刚石材料上以形成耐火金属层和任选的碳化物层。在另外的实施方式中，所述涂布方法可以包括物理气相沉积、化学气相沉积、溅射、蒸发、无电镀、电镀、热扩散和/或其组合或系列。在一个实施方式中，钎焊金属可以包含银、铜、锰、镍、锌、钯、铬、硼、钛、锡、硅、镉、金、铝、铟或者其合金或复合物。一个实施方式包括制造钎焊的涂布的含金刚石材料的方法，所述方法包括将涂布的含金刚石材料钎焊至基底，其中所述涂布的含金刚石材料包含:第一种含金刚石材料；包含耐火金属碳化物的任选的碳化物层，其中所述碳化物层可以与所述含金刚石材料直接接触，并且该碳化物层可以是连续或不连续的；包含耐火金属或耐火金属合金的耐火金属层，其中所述耐火金属层可以与所述碳化物层或所述第一种含金刚石材料直接接触；其中钎焊步骤可包括:将所述钎焊金属、所述耐火金属层和所述基底中的至少一者加热至高于液线温度的足以熔融所述钎焊金属的温度；并使熔融的钎焊金属与所述耐火金属层和基底层两者都接触，以形成包含银、铜、锰、镍、锌、钯、铬、硼、钛、锡、硅、镉、金、铝、铟或者其合金或复合物的钎焊金属层，其中所述基底包含第二种含金刚石材料、硬质合金、多晶立方氮化硼(PcBN)超硬磨料、陶瓷、金属、金属合金和/或其组合。在所述方法的一个实施方式中，所述第一种含金刚石材料和第二种含金刚石材料可以各自独立地包含单晶金刚石、化学气相沉积的金刚石、碳化硅粘结的金刚石复合物、钴-多晶金刚石复合物、热稳定性金刚石复合物和/或其组合。在所述方法的一个实施方式中，所述耐火金属可以包含钨、钛、铌、锆、钽、钒、铬、钥和/或其组合。在所述方法的一个实施方式中，所述耐火金属合金可以包含至少一种耐火金属以及任选的至少一种非耐火金属。在所述方法的一个实施方式中，所述耐火金属碳化物可以包含耐火金属或耐火金属合金的至少一种金属。在所述方法的一个实施方式中，所述耐火金属层的厚度可以为约0.1 μ m至约ΙΟΟμπι。在所述方法的一个实施方式中，所述钎焊步骤可以包括施加热源以至少将钎焊金属加热至约700°C至约1000°C的温度。在所述方法的一个实施方式中，所述热源可以为焊灯、炉子、微波装置、弧焊机、激光器或感应线圈中的至少一种。 在所述方法的一个实施方式中，所述热源可为感应线圈；并且将温度在约700°C至约1000°C维持至少约5秒的时段。在所述方法的一个实施方式中，可以在环境气压下并在空气中实施所述钎焊步骤。应了解，上文的一般描述和下文的专利技术详述都是示例性的，并且都旨在为所公开的材料、广品和制造方法提供进一步的解释。【专利附图】【附图说明】为了示例此处包括的实施方式的目的，在附图中描绘了涂布的含金刚石材料和钎焊的涂布的含金刚石材料的特定实施方式。然而，所述方法和相关产品不受附图中所描绘实施方式确切的布置和手段(instrumentality)的限制。图1示意性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钎焊的涂布的含金刚石材料，其包含：第一种含金刚石材料；包含耐火金属或耐火金属合金的耐火金属层，其中将所述耐火金属层可操作地连接至所述第一种含金刚石材料；包含钎焊金属的钎焊金属层，其中使所述钎焊金属层与所述耐火金属层的至少一部分直接接触；和基底，其中使所述基底的表面的至少一部分与所述钎焊金属层直接接触。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·伊斯黎，林渊博，德怀特·戴尔，
申请(专利权)人：戴蒙得创新股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US