[發(fā)明專利]一種用于空氣中釬焊金剛石顆粒的冷金剛石顆粒釬焊方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310602101.1
• 申請(qǐng)日: 2013-11-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103600151A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉愛(ài)國(guó);孟凡玲;孫煥煥
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 沈陽(yáng)理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K1/19
• 分類號(hào): B23K1/19;B23K1/20;B23K3/047
• 代理公司: 沈陽(yáng)利泰專利商標(biāo)代理有限公司 21209
• 代理人: 李樞

????技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種在空氣中進(jìn)行金剛石顆粒釬焊，不會(huì)造成金剛石顆粒嚴(yán)重?zé)釗p傷的釬焊方法。

背景技術(shù)

釬焊金剛石顆粒工具具有結(jié)合強(qiáng)度高、出刃高度大、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，其切削速度可以達(dá)到電鍍金剛石顆粒工具的2倍以上，使用壽命也可以達(dá)到2倍以上。而且釬焊工藝對(duì)環(huán)境基本無(wú)污染，是代替電鍍工藝制造金剛石顆粒工具的最具潛力的制造工藝。但和突出的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)存在的是釬焊工藝帶來(lái)的熱損傷問(wèn)題。金剛石顆粒加工工具主要用于加工陶瓷、石材等高硬度材料，為提高釬焊層的耐磨性和強(qiáng)度，釬焊金剛石工具多采用?Ni-Cr?合金釬料進(jìn)行釬焊。Ni-Cr合金釬料強(qiáng)度高、韌性好、高溫性能好、耐磨性好，但熔點(diǎn)高，爐中釬焊的釬焊溫度通常在1000℃～1100℃之間，釬焊時(shí)間為數(shù)分鐘到十幾分鐘。長(zhǎng)時(shí)間的高溫作用，會(huì)對(duì)金剛石造成嚴(yán)重的熱損傷，降低其力學(xué)性能和使用壽命。在空氣中進(jìn)行釬焊，由于氧的存在，金剛石顆粒所受熱損傷更加嚴(yán)重，將發(fā)生嚴(yán)重石墨化，釬焊出的工具無(wú)法使用。真空釬焊使生產(chǎn)效率難以提高，成本居高不下。只有很好地解決空氣中釬焊金剛石顆粒的熱損傷問(wèn)題，才能真正實(shí)現(xiàn)釬焊金剛石顆粒工具的大面積推廣應(yīng)用。

為減小金剛石顆粒釬焊時(shí)的熱損傷，可行的技術(shù)途徑包括降低釬焊溫度和縮短釬焊時(shí)間。降低釬焊溫度，需要采用較低熔點(diǎn)的釬料，如Ag-Cu系釬料和Cu-Sn系釬料，但這些低熔點(diǎn)釬料的結(jié)合強(qiáng)度低，無(wú)法滿足釬焊金剛石顆粒工具的要求?？s短釬焊時(shí)間主要是通過(guò)采用一些高效加熱方法進(jìn)行釬焊，如高頻感應(yīng)釬焊和激光釬焊。高頻感應(yīng)釬焊和激光釬焊都可以在空氣中進(jìn)行，是實(shí)現(xiàn)空氣中釬焊金剛石顆粒的比較有潛力的釬焊方法。但是由于高溫?zé)嵩磳?duì)金剛石顆粒的直接加熱，仍然會(huì)造成較嚴(yán)重的熱損傷，采用這兩種方法進(jìn)行金剛石顆粒釬焊，目前還難以獲得穩(wěn)定的釬焊質(zhì)量。

釬焊的熱過(guò)程是升溫→釬料熔化→保溫→降溫→釬料凝固→降至室溫的過(guò)程，釬料在金剛石表面潤(rùn)濕發(fā)生在釬料熔化后到釬料凝固前這一階段，在這一過(guò)程中，液態(tài)釬料中的活性元素富集到金剛石表面和碳反應(yīng)，生成碳化物，實(shí)現(xiàn)釬料和金剛石的連接。只有在這一過(guò)程中，金剛石顆粒受到的熱作用才是有益的，而升溫過(guò)程中的熱量只用于釬料熔化，對(duì)金剛石而言，熱作用是有害的。本發(fā)明通過(guò)分離釬料和金剛石的加熱過(guò)程，在釬料熔化后再將金剛石引入釬焊體系，縮短金剛石顆粒受熱時(shí)間，減小其熱損傷，在空氣中即可實(shí)現(xiàn)金剛石顆粒的釬焊。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決在空氣中進(jìn)行金剛石顆粒釬焊，會(huì)造成金剛石顆粒嚴(yán)重?zé)釗p傷的問(wèn)題，提供一種進(jìn)行空氣中釬焊金剛石顆粒的冷金剛石顆粒釬焊方法。

采用的技術(shù)方案是：

一種用于空氣中釬焊金剛石顆粒的冷金剛石顆粒釬焊方法，包括下述工藝步驟：

1、對(duì)工件的待釬焊表面進(jìn)行除油、除銹處理；

2、采用氧乙炔火焰噴涂方法將NiCrBSi釬料噴涂到工件的待釬焊表面上，控制厚度，使釬料層熔化后厚度為金剛石顆粒直徑的70%-80%；?

3、將工件安放在工作臺(tái)上；

4、采用熱源對(duì)NicrBSi釬料加熱，使用NiBSi釬料發(fā)生熔化，形成熔池。

5、停止加熱，同時(shí)將溫度為室溫的金剛石顆料用已知的金剛石喂料器注射到熔化的釬料中。NicrBSi釬料冷卻凝固，將金剛石顆粒釬焊到工件表面。

上述加熱器為單獨(dú)設(shè)置的第一高頻加熱線圈。

上述加熱器為高頻線圈加熱組件，高頻線圈加熱組件由第一高頻加熱線圈和第二高頻加熱線圈組成，第一高頻加熱線圈和第二高頻加熱線圈水平設(shè)置在工件的上方，第一高頻加熱線圈和第二高頻加熱線圈與工件的距離相同，且第一高頻加熱線圈與第二高頻加熱線圈之間留有喂料間隙。

上述加熱器為氧乙炔火焰槍。

上述工作臺(tái)為能移動(dòng)工作臺(tái)。

有益效果：本發(fā)明所采用的方法，在釬焊前一階段僅對(duì)釬料進(jìn)行加熱，使釬料熔化。待釬料熔化后，停止加熱，同時(shí)將冷的金剛石顆粒注射到熔化的釬料中進(jìn)行釬焊，整個(gè)過(guò)程中金剛石顆粒不會(huì)受到熱源的直接加熱。金剛石顆粒所受熱作用僅來(lái)自于釬料的熱傳導(dǎo)，而且時(shí)間較短，因此所受熱損傷大大降低。即使釬焊過(guò)程在空氣中進(jìn)行，金剛石顆粒所受熱損傷也不嚴(yán)重，可以獲得和真空爐中釬焊一樣的釬焊質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

????圖1是采用高頻加熱實(shí)現(xiàn)單顆粒冷金剛石釬焊的示意圖；圖2是采用高頻加熱實(shí)現(xiàn)大面積冷金剛石顆粒釬焊的示意圖；圖3是采用氧乙炔火焰加熱冷金剛石釬焊示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一

參見(jiàn)圖1，本實(shí)施方式由以下步驟組成：