[發(fā)明專利]一種釬焊金剛石工具用鎳基釬焊料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010237468.4
• 申請(qǐng)日: 2010-07-23
• 公開（公告）號(hào): CN101890593A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘正剛;王峻;丁士安;李斌;麻洪秋;金成海
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安泰科技股份有限公司
• 主分類號(hào): B23K35/30
• 分類號(hào): B23K35/30;B23K35/40
• 代理公司: 北京華誼知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11207
• 代理人: 劉月娥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于釬焊技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種釬焊金剛石工具用鎳基釬焊料及其制備方法。

技術(shù)背景

在電鍍金剛石工具中，金剛石顆粒屬于機(jī)械包鑲，易于脫落，且無序排列、凸出低、容屑空間?。辉跓Y(jié)金剛石工具中，金剛石無序排列，金剛石與胎體粉料不能實(shí)現(xiàn)完全冶金結(jié)合，出刃自銳問題也難于解決。在此基礎(chǔ)上，釬焊金剛石工具應(yīng)運(yùn)而生，正好彌補(bǔ)上述兩種金剛石工具制備中的缺陷。現(xiàn)有高溫鎳基釬焊料品種很多，但適合于釬焊金剛石工具的不多，要么釬焊工作溫度過高(大于1000℃)，要么釬焊工具的性能不能滿足使用要求。

在BNi系釬料中，BNila成分(wt.％)為4.0％～5.0％Si、13.0％～15.0％Cr、2.75％～3.5％B、4.0％～5.0％Fe，余量為Ni，其固-液相溫度為977℃～1097℃；BNi2的為4.0％～5.0％Si、6.0％～8.0％Cr、2.75％～3.5％B、2.5％～3.5％Fe，余量為Ni，其固-液相溫度為971℃～999℃；BNi5的為9.75％～10.5％Si、18.5％～19.5％Cr，余量為Ni，其固-液相溫度為1073℃～1135℃，顯然上述釬料的釬焊溫度都超過1000℃，對(duì)金剛石不利，影響金剛石工具的質(zhì)量。BNi7的為13.0％～15.0％Cr、9.7％～10.5％P，余量為Ni，其固-液相溫度為888℃；釬焊溫度900℃以上即可，但該釬料磷含量高，會(huì)導(dǎo)致磷揮發(fā)并容易與鋼基體形成脆性相。所以用BNi系釬料釬焊金剛石工具不能完全滿足金剛石工具的需要。另外，Zl86100718鎳基釬焊料的主要成分為Ni-Cr-Si-B-Co-Mo，其抗氧化性、高溫力學(xué)性能、釬焊性能好，熔點(diǎn)適當(dāng)，但成本偏高。

美國密執(zhí)安州的Alloy?Metals，Inc.of?Troy生產(chǎn)的商標(biāo)為Amdry-750的釬焊料標(biāo)準(zhǔn)成分(wt.％)為：4.0％Si，16.5％Cr，4.0％Fe，3.8％B，Ni余量，其熔點(diǎn)為1950°F～2000°F(相當(dāng)于1065.65℃～1093.33℃)。美國專利Pat.No.4776862主要介紹Ni-Fe-B-Si系的釬焊料，還有上世紀(jì)六、七十年代美國一些專利比如U.SPat.No.3328189，3378361，3868235，3615309等介紹一些Ni基釬焊料，但熔點(diǎn)基本上超過1000℃，應(yīng)用到釬焊釬焊金剛石工具很容易造成金剛石的熱蝕變和退化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種釬焊金剛石工具用鎳基釬焊料及其制備方法，由于釬焊金剛石工具中釬焊對(duì)象為金剛石顆粒和鋼基體，并本著如下釬焊料合金粉成分設(shè)計(jì)原則：①良好的潤濕性，較低的潤濕角；②良好的延展性；③使金剛石有足夠的凸出高度和良好的容屑能力；④良好的把持力；⑤較低的熔點(diǎn)；⑥較低的成本。在大量的Ni-Cr系成分中進(jìn)行篩選，設(shè)計(jì)和制備并發(fā)明了本釬焊料。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種中-高溫用于釬焊金剛石工具的Ni-Cr系釬焊料合金粉，并提供上述合金粉的制備方法。

本發(fā)明的Ni-Cr系用于金剛石工具釬焊料合金粉成分(wt.％)為：2.0％～2.5％Si，4.0％～4.5％Cr，≤0.7％C，2.0％～20.0％Fe，2.0％～2.5％P，1.0％～1.5％B，余量為Ni。

本發(fā)明Fe的重量百分?jǐn)?shù)最佳范圍為2.0％～2.5％。

本發(fā)明C的重量百分?jǐn)?shù)最佳范圍為0.50％～0.55％。

本發(fā)明的鎳基釬焊料合金粉的固-液相溫度為：880℃～930℃，最優(yōu)為887.7℃-925.6℃，釬焊溫度不超過980℃即可，對(duì)金剛石不會(huì)造成熱損，把持力好強(qiáng)度高，比高溫鎳基釬焊料綜合性能要好。

本發(fā)明提供的上述合金粉的制備方法為高壓水霧化，具體步驟如下：

(1)按照重量百分?jǐn)?shù)2.0％～2.5％Si，4.0％～4.5％Cr，0.5％～0.7％C，2.0％～20.0％Fe，2.0％～2.5％P，1.0％～1.5％B，余量為Ni的化學(xué)成分配料；

(2)在中頻感應(yīng)爐內(nèi)，將C放入爐底，上面放Ni、Fe和Cr塊，待上述塊料熔清時(shí)，放入Si、B和P，于1450℃～1560℃對(duì)所有配料進(jìn)行熔化；

(3)在一定的壓力，流量和溫度的條件下，利用高壓水對(duì)上述熔體霧化并在霧化桶內(nèi)形成所需的粉體。

上述霧化的壓力可以在480Kg～850kg，流量在70L/分鐘～150L/分鐘范圍內(nèi)調(diào)整，霧化溫度控制在1350℃～1560℃。