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铜基合金钎料钎焊金刚石的工艺及方法

查看：3642 　发稿日期：2017-03-03 15:16:28

巴基斯坦的F A Khalid等利用真空炉中钎焊的方法，以Cu-14.4Sn-10.2Ti-1.5Zr合金作为钎料，研究了金刚石界面的微观结构。钎焊工艺：真空度 2×10-8Pa，钎焊温度930℃，保温时间10min，冷却速度20℃/min。扫描电镜和X射线能谱分析表明，在金刚石－钎料界面生成的碳化钛有两层结构，第一层是立方形TiC，第二层是细长形或柱形TiC。

西安交通大学的孟卫如等应用真空炉中钎焊的方法，对金刚石钎料的适应性进行了试验研究。分别采用3种含有强碳化物形成元素Cr、Ti的BNi2（NiCrSiB）、BNi7（NiCrP）及自制的CuSnNiTi钎料，在各自的钎焊温度分别为1050℃、950℃和900℃、保温时间10min及真空度0.13Pa的条件下，单层钎焊金刚石圆锯片（φ125mm）。通过扫描电镜观察形貌和X射线能谱分析成分，表明3种钎料对金刚石有很好的润湿性，钎料中的Cr、Ti元素会向金刚石表面扩散，并与金刚石中的C元素结合生成碳化物。碳化物的形成使金刚石、钎料与基体之间产生了化学冶金结合，提高了对金刚石的把持力，但结合状况及锯切性能随钎料的不同而存在差异。试验证实，自制的铜基钎料钎焊温度低，钎焊时金刚石的热损伤小，对金刚石有很好的把持力，而且钎料与所切割的石材有很好的适应性，有效提高了金刚石的利用率。台湾大学采用Cu-15Ti-10Sn合金钎料，比较了真空炉中钎焊方法（钎焊温度925℃、保温5min）和激光钎焊方法（钎焊时间10秒）对金刚石界面微观结构的影响。在真空炉中钎焊条件下，金刚石表面形成一层连续的过渡层（TiC薄膜）；而在激光钎焊条件下，金刚石表面形成的是一层不连续的过渡层。

上述研究表明，不同的钎料合金（包括钎料的成分、含量、状态等）、钎焊方法和钎焊工艺参数直接影响到钎料与基体及金刚石之间的相互作用、生成物的形态以及结合界面的微观结构，从而影响结合强度以及钎焊工具的质量和性能