[发明专利]一种新型复合钎料及其制备方法

说明书

本发明属于钎焊金刚石工具制造领域，具体公开了一种新型复合钎料，该复合钎料在Ni基合金钎料的基础上添加适量的微米级球形金属Mo粒子，其中，复合钎料的组分按照体积比为90‑98%的Ni基合金钎料和2‑10%的掺杂相金属Mo粒子，用Mo粒子掺杂Ni基复合钎料制备的钎焊金刚石工具。本发明的一种新型复合钎料及其制备方法的有益效果在于：其接头界面微裂纹数量大大减小，金刚石内部残余应力明显得到缓解；同时，复合钎料在添加适量的掺杂相配比下，对金刚石粒子保持了良好的润湿性，大大提高了钎焊金刚石接头界面的连接强度，从而增强了钎焊金刚石的加工性能和使用寿命。

技术领域

本发明属于钎焊金刚石工具制造领域，具体涉及一种新型复合钎料及其制备方法。

背景技术

焊金刚石工具在硬脆陶瓷材料的加工中展现了重要的应用价值。相较于传统的电镀、烧结或树脂结合剂金刚石工具，钎焊金刚石工具具有以下优点：1.金刚石-合金钎料-工具基体三者间结合强度高，金刚石粒子不易脱落；2.金刚石粒子出露度大，便于磨屑的排出和冷却液的进入；3金刚石粒子在工具基体上可以实现有序排布。这些优点显著提高了金刚石工具的加工性能和使用寿命。

Cu基、Ag基和Ni基三种合金钎料都可以用作金刚石粒子的钎焊，但Cu基、Ag基合金钎料造价昂贵、高温性能等缺点，导致二者并不适用于实际钎焊金刚石工具的大量工程制造。Ni基合金钎料凭借其机械强度高、成本低、耐腐蚀性、耐高温等优点，成为制造钎焊金刚石工具的首选钎料。然而，钎焊过程中Ni基合金钎料带来的不利影响也是不容忽视的。其中，钎焊冷却过程中残余应力的引入是严重制约钎焊金刚石加工性能的重要因素。金刚石粒子-Ni基钎料-钢基体三者间在热膨胀系数和杨氏模量的差异是导致残余应力出现的主要原因。过大的残余应力导致金刚石粒子表面和连接界面出现大量微裂纹。钎焊金刚石工具在使用过程中，在冲击载荷的作用下，微裂纹迅速的不断扩展，最终导致金刚石粒子出现过早的穿晶断裂，严重降低了钎焊金刚石工的加工性能和使用寿命。

因此，发明一种简单有效的方法来降低Ni基合金钎料导致的残余应力和界面微裂纹是十分必要的。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种新型复合钎料及其制备方法，提出了钎焊金刚石工具用Mo粒子掺杂Ni基复合钎料，提高钎焊金刚石接头的界面强度。

技术方案：本发明的第一方面提供一种新型复合钎料，包括Ni基合金钎料本体和金属Mo粒子，所述复合钎料的组分按照体积比为90-98% 的Ni基合金钎料和2-10%的金属Mo粒子。

本发明技术方案的，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，3%B，所述金属Mo粒子占Ni基复合钎料的体积百分比为：2％-10％。

本发明技术方案的，所述Ni基钎料和金属Mo粒子均为微米级球形粉末，其中Ni基钎料的粒径为45-53µm，金属Mo粒子粒径为5-10µm，金属Mo粒子纯度≧99%。

本发明技术方案的，由Mo粒子掺杂Ni基复合钎料在真空电阻加热炉中将人造单晶金刚石钎焊到1045钢上。

本发明技术方案的，所述钎焊人造单晶金刚石粒径为420-500µm，Mo粒子掺杂Ni基复合钎料涂敷在1045钢基体上的厚度为200µm。

本发明技术方案的，所述真空电阻加热炉内最高钎焊温度：1025℃，保温时间：15min，炉内真空度：1´10^-3Pa。

本发明技术方案的，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室温。

本发明的另一方面提供一种新型复合钎料的制备方法，包括以下步骤：步骤1)、按照体积份数计取90–98%镍基合金钎料本体和2-10% Mo粒子。步骤2)、将两种微米级球形粉体进行机械球磨，使其均匀混合。步骤3)、球磨后的Mo粒子掺杂Ni基复合钎料中滴入适量液体石蜡，制备成膏状复合钎料。