[发明专利]一种金刚石磨具用钎焊活性钎料

说明书

本发明提供了一种金刚石磨具用钎焊活性钎料，该活性钎料合金含有以下质量百分比的组分：铜60%~72%、锌15%~21%、钛6%~9%、锰2%~6%、硅2%~3%、铬1%~2%、锆0.3%~0.7%；具体工艺包括：将原料加入真空电弧熔炼炉水冷坩埚底部，脉冲电弧熔炼，电极电流为190~220A，冷却至室温后进行下一次熔炼，反复熔炼4~7次直至铸锭成分均匀；本发明的活性钎料合金，在铜锌钛活性钎料基础上复合添加锰、硅、铬、锆，所得钎料合金强度高且熔点低，在800℃即可获得完全液相，钎焊时使金刚石与基体形成牢固冶金结合，结合强度高，活性钎料钎焊石墨/45号钢的接头抗剪强度能够达到360MPa。

技术领域

本发明属于钎焊材料技术领域，具体涉及一种金刚石磨具用钎焊活性钎料。

背景技术

传统金刚石工具胎体材料对金刚石的包裹力较低、金刚石难以出刃或易脱落。

随着材料行业的发展，对金刚石工具的使用性能要求越来越高，然而金刚石工具焊接还存在很多难点，如：一般金属及合金在其表面难以润湿；金刚石的线膨胀系数低于一般金属材料，易形成热应力；高温下金刚石发生碳化，其钎焊温度受到限制。

为此钎焊技术被应用于金刚石工具制作，国内外学者进行大量研究发现，采用活性钎焊材料，可显著提高钎料在金刚石表面的润湿性，形成钎料与金刚石间的冶金结合，获得优越的使用性能。

目前钎焊金刚石活性钎料合金主要有镍基、铜基、银基三类。其中镍基钎料钎焊温度较高，金刚石容易出现热损伤；银基钎料和铜基钎料钎焊温度较低，但银基钎料成本较高，铜基钎料相对于镍基钎料和银基钎料，成本较低，且接头性能与银基钎料相近，大大节约了成本。中国专利CN101913036B公开了钎焊金刚石工具用铜锡钛钎料，该专利钎料可在800℃以下得到完全液相，使用该活性钎料钎焊石墨和45号钢接头剪切强度为301.4MPa。中国专利CN101913036A公开了一种钎焊金刚石工具用铜锌钛钎料，该专利钎料熔点较低，石墨与基体冶金结合强度高，使用该活性钎料钎焊石墨和45号钢接头剪切强度达到309.3MPa。铜基钎料目前主要有铜锡钛钎料、铜锌钎料等，但此类钎料由于锡的加入，会使合金变脆，不利于金刚石工具的使用。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种金刚石磨具用钎焊活性钎料，能够增加钎焊过程中金刚石与基体结合强度，提高润湿性，且熔点较低。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种金刚石磨具用钎焊活性钎料，其特征在于：钎焊活性钎料按质量百分比包括：60%~72%铜、15%~21%锌、6%~9%钛、2%~6%锰、2%~3%硅、1%~2%铬和0.3%~0.7%锆。

进一步的，所述的铜、锌、钛、锰、硅、铬和锆均为纯金属。

进一步的，所述钎焊活性钎料按质量百分比包括：62%~72%铜、17%~21%锌、7%~9%钛、3%~6%锰、2%~3%硅、1%~2%铬和0.4%~0.7%锆。

进一步的，所述钎焊活性钎料按质量百分比包括：62%~70%铜、17%~20%锌、7%~8%钛、3%~5%锰、2.5%~3%硅、1.5%~2%铬和0.4%~0.6%锆。

进一步的，所述钎焊活性钎料按质量百分比包括：64%~68%铜、17%~18%锌、7.5%~8%钛、3%~4%锰、2%~3%硅、1.5%~2%铬和0.4%~0.5%锆。

进一步的，钎焊活性钎料按以下步骤制备：

步骤一、将质量百分比将各原料加入真空电弧熔炼炉水冷坩埚的底部；

步骤二、用脉冲电弧熔炼步骤一中的原料，脉冲电弧熔炼的真空度为2.5x10^-3Pa~5x10^-3Pa，电极电流为190~220A，每次熔炼时间为2~5min，熔炼得合金溶液；