[發明專利]一種Cu-Sn-Ti的金剛石釬焊涂層及其制備方法

有效

• 申請號: 201710412312.7
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN107326364B
• 公開（公告）日: 2023-08-11
• 發明（設計）人: 楊宏;李斌;黃梓杰;傅圣利;李婕;袁兵云;張文忠
• 申請（專利權）人: 泉州眾志金剛石工具有限公司
• 主分類號: C23C28/02
• 分類號: C23C28/02;C23C18/40;C25D3/30;C23C18/52;C23C24/08;B22F1/18
• 代理公司: 泉州市潭思專利代理事務所(普通合伙) 35221
• 代理人: 林麗英

本發明公開了一種Cu?Sn?Ti的金剛石釬焊涂層，包括鈦粉層、錫鍍層和附著在金剛石上的銅鍍層，錫鍍層位于銅鍍層和鈦粉層之間。其中，各組分按照質量百分比如下：銅60～80％，錫10～25％，鈦5～15％。本發明還公開了一種使用電鍍的制備方法，先在金剛石表面鍍上銅層和錫層，再把鍍好的金剛石與鈦粉混合燒結，就得到了Cu?Sn?Ti的金剛石釬焊料涂層。本發明與金剛石界面結合強度高，包覆釬焊料涂層的金剛石與其他粘接料燒結具有更好的結合力。

技術領域

本發明涉及釬焊料的技術領域，特指一種Cu-Sn-Ti的金剛石釬焊涂層及其制備方法。

背景技術

金剛石的高硬度和優良物理機械性能使得金剛石工具成為加工各種堅硬材料不可缺少的有效工具。胎體金屬基對金剛石的粘結性(胎體的包鑲能力)是影響金剛石工具使用壽命和性能的主要因素之一。

由于金剛石與一般金屬和合金之間具有很高的界面能，致使金剛石顆粒不能為一般低熔點合金所浸潤，粘結性極差。在傳統的金屬基燒結金剛石工具制造技術中，金剛石顆粒僅靠胎體冷縮后產生的機械夾持力鑲嵌于胎體金屬基中，而沒有形成牢固的化學鍵結或冶金結合，胎體與金剛石界面結合不牢，導致金剛石顆粒在工作中易與胎體金屬基分離，存在金剛石大量脫落問題，大大降低了金剛石工具的壽命及性能水平。大部分孕鑲式工具中金剛石的利用率較低，大量昂貴的金剛石在工作中脫落流失于廢屑之中。

在金剛石表面增加金屬涂層，可有效改善金剛石的脫落，目前應用最普遍的金屬涂層是在金剛石表面微蒸發鍍鈦。由于鈦鍍層太薄，不能抵擋燒結過程中胎體石墨化元素對金剛石的侵蝕，鈦鍍層與胎體金屬結合強度不高，金剛石脫落的現象仍然較嚴重。

目前，用釬焊法制作金剛石(或立方氮化硼)工具已開始成為熱點技術，釬焊料是指由銅錫鈦等金屬燒結而成的合金，它是粉狀或片狀；使用的時候把釬焊料放到胎體金屬上，再把金剛石放到釬焊料上，再進行加熱燒結，金剛石就結到胎體金屬上了。例如，中國專利CN201610763289中公開了一種活性釬料合金，該活性釬料合金含有以下質量百分比的組分：銅45.0％～70.0％、鋅3.0％～47.0％、錫0.5％～40.0％、鈦0.1％～15.0％。

釬焊料對金剛石表面潤濕性很好，與金剛石界面結合強度高，把釬焊料做成涂層，應該能很好地解決金剛石脫落的問題，但是如何把釬焊料做成涂層，目前還沒有很好的辦法。因此，本發明人對此做進一步研究，研發出一種Cu-Sn-Ti的金剛石釬焊涂層及其制備方法，本案由此產生。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于提供一種Cu-Sn-Ti的金剛石釬焊涂層及其制備方法，與金剛石界面結合強度高，包覆釬焊料涂層的金剛石與其他粘接料燒結具有更好的結合力。

為解決上述技術問題，本發明的技術解決方案是：

一種Cu-Sn-Ti的金剛石釬焊涂層，包括鈦粉層、錫鍍層和附著在金剛石上的銅鍍層，錫鍍層位于銅鍍層和鈦粉層之間。

進一步，所述的釬焊涂層，各組分按照質量百分比如下：銅60～80％，錫10～25％，鈦5～15％。

進一步，所述的釬焊涂層，各組分按照質量百分比如下：銅60％，錫25％，鈦15％。

進一步，所述的釬焊涂層，各組分按照質量百分比如下：銅80％，錫15％，鈦5％。

進一步，所述的釬焊涂層，各組分按照質量百分比如下：銅75％，錫17.5％，鈦7.5％。

一種Cu-Sn-Ti的金剛石釬焊涂層的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、金剛石表面化學鍍銅：把金剛石放入化學鍍銅溶液中，60℃-70℃鍍施5min-45min，得到銅鍍層，銅鍍層增重用時間控制，用量為45-50目金剛石5g/150-750ml鍍銅溶液；