專利名稱：一種活性釬焊料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種釬焊料，具體是指一種用于金剛石、陶瓷與金屬(刀具)焊接的釬焊料及其制備方法。
現(xiàn)有的金剛石工具的焊接工藝中，聚晶金剛石工具的釬焊，由于聚晶金剛石片是由金剛石顆粒和金屬燒結(jié)而成的，通常采用普通的釬焊料(如銅鋅合金，銅銀鋅合金等)進行釬焊；天然金剛石和人造金剛石與金屬的結(jié)合通常采用鑲嵌的方法，且必須對金剛石表面進行金屬化處理后方可用普通的釬焊料進行釬焊，這種方法存在工件表面預(yù)處理工序和焊接工藝復(fù)雜，焊接質(zhì)量難于控制等缺點。如果金剛石與金屬之間直接用普通的釬焊料進行釬焊結(jié)合，由于金剛石表面很難被普通釬焊料潤濕，金剛石與普通釬焊料之間無化學(xué)反應(yīng)，它們之間的結(jié)合僅僅是機械結(jié)合，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到焊接質(zhì)量要求。金剛石與金屬的焊接質(zhì)量一直是一個難題。
本發(fā)明的目的在于提供一種可直接用于金剛石、ZrO2陶瓷與金屬釬焊的活性釬焊料及其制備方法，解決現(xiàn)有技術(shù)中金剛石與金屬，ZrO2陶瓷與合金鋼的焊接難題。
本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的A、粉末冶金法的合金粉末按如下要求及配比備料
根據(jù)釬焊要求，在上述范圍內(nèi)調(diào)整三種組分的配比；B、壓制將三種粉末按配比投入普通混料機干混均勻后，在快速油壓機上壓制成塊狀坯料；C、真空燒結(jié)、退火將壓好的塊狀坯料裝入真空感應(yīng)加熱爐中，在650～1000℃、真空度不低于10-3Pa狀況下燒結(jié)0.5～1.5小時；真空燒結(jié)需在充入惰性保護氣氛至2.5～3.5Pa時進行；燒結(jié)后的坯料在600～700℃下退火2～10小時；D、軋制(a)將退火后的坯料從真空感應(yīng)加熱爐中取出，在熱軋機軋制，軋機溫度調(diào)至550℃～650℃，熱軋——退火——熱軋如此反復(fù)數(shù)次直至坯料減薄至薄片即為1.2～1.8mm厚的釬焊料片；(b)冷軋先將熱軋而成的釬焊料片酸洗，洗掉表面的氧化膜后，在冷軋機上制成厚度為0.12～0.18的超薄片，即為熔點在780～830℃的Ag-Cu-Ti活性釬焊料，它特別適用于金剛石刀具厚膜與硬質(zhì)合金刀具釬焊，ZrO2陶瓷與合金鋼的釬焊等。
由于焊料中含有活性元素Ti，而Ti在Ag-Cu合金中的固溶度十分有限，且Ti的比重、熔點與Ag-Cu合金相差甚遠(yuǎn)，如果采用普通熔煉法制備Ag-Cu-Ti活性釬焊料就會因低熔點組分易揮發(fā)而造成焊料成分偏差，因各組分比重不同而造成比重偏析，因晶粒粗大而造成軋制加工難度加大，且焊料易被污染，所以用普通的真空熔煉的方法制備Ag-Cu-Ti合金行不通。本發(fā)明采用粉末冶金法，制備Ag-Cu-Ti活性釬焊料，解決了上述問題。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下突出的優(yōu)點1、由于Ag-Cu-Ti活性釬焊料中含有活性元素Ti，因此可顯著減小金剛石與釬焊料的潤濕角，當(dāng)該焊料用于金剛石與金屬的釬焊時，不必對金剛石表面進行復(fù)雜的金屬化處理，而且焊接質(zhì)量高，焊接工藝簡單，可解決當(dāng)前存在的金剛石釬焊工藝復(fù)雜、焊接質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。
2、創(chuàng)造性地將粉末冶金法運用于制備Ag-Cu-Ti活性釬焊料，它不僅工藝簡單、經(jīng)濟、焊料純度高，而且解決了熔煉法制備中不可能克服的諸如成分偏差，比重偏析、晶粒粗大軋制困難等問題。
3、適用面寬，不僅能高質(zhì)量地完成金剛石工具的釬焊，而且也能成功地用于難度較高的ZrO2陶瓷與金屬的焊接等。簡化了原焊接工藝，且質(zhì)量穩(wěn)定。
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的詳述
實施例1A、粉末冶金法的合金粉末按如下要求及配比備料
B、將三種合金粉末投入普通混料機干混2小時；混合均勻后的粉末在THP-60A快速油壓機上，550Mpa壓強下，壓制成塊狀坯料。
C、將壓好的塊狀坯料裝入普通的真空感應(yīng)加熱爐中，抽真空度至10-3Pa，并在抽真空后充入Ar氣至3Pa，在700℃下燒結(jié)1.2小時。燒結(jié)后的坯料在650℃下退火2小時。
D、先將退火后的坯料從真空感應(yīng)加熱爐中取出，在熱軋機軋制，軋制溫度調(diào)至600℃，經(jīng)熱軋——退火——熱軋，多次反復(fù)進行，直至坯料減薄至1.5mm厚的釬焊料片；再將熱軋后的釬焊料片表面氧化膜酸洗掉后，在普通冷軋機上軋制成0.15mm的活性釬焊料片材，此片材熔點為780℃，已成功地應(yīng)用于CVD金剛石厚膜于YG系列硬質(zhì)合金刀具的釬焊。
實施例2A、粉末冶金法的合金粉末按如下要求及配比備料
B、將三種合金粉末投入普通混料機干混3小時；混合均勻后的粉末在THP-60A快速油壓機上，500Mpa壓強下，壓制成塊狀坯料。
C、將壓好的塊狀坯料裝入普通的真空感應(yīng)加熱爐中，抽真空度至10-2Pa，并在抽真空后充入Ar至3.5Pa，在750℃下燒結(jié)1小時。燒結(jié)后的坯料在650℃下退火3小時。
D、先將退火后的坯料從真空感應(yīng)加熱爐中取出，在熱軋機機制，軋制溫度調(diào)至650℃，經(jīng)熱軋——退火——熱軋，多次反復(fù)進行，直至坯料減薄至1.8mm厚的焊料片；再將熱軋后的焊料表面氧化膜酸洗掉后，在普通冷軋機上軋制成0.18mm的活性釬焊料片材，此片材熔點為800℃，已成功地應(yīng)用于CVD金剛石厚膜于YT系列硬質(zhì)合金刀具的釬焊。
實施例3A、粉末冶金法的合金粉末按如下要求及配比備料
B、將三種合金粉末投入普通混料機干混4小時；混合均勻后的粉末在THP-60A快速油壓機上，550Mpa壓強下，壓制成塊狀坯料。
C、將壓好的塊狀坯料裝入普通的真空感應(yīng)加熱爐中，抽真空度至10-3Pa，并在抽真空后充入Ar氣至2.5Pa，在1000℃下燒結(jié)0.8小時。燒結(jié)后的坯料在700℃退火5小時。
D、先將退火后的坯料從真空感應(yīng)加熱爐中取出，在熱軋機機制，軋制溫度調(diào)至650℃，經(jīng)熱軋——退火——熱軋，多次反復(fù)進行，直至坯料減薄至1.2mm厚的焊料片；再將熱軋后的焊料表面氧化膜酸洗掉后，在普通冷軋機上軋制成0.12mm的活性釬焊料片材，此片材熔點為830℃，已成功地應(yīng)用于ZrO2陶瓷于40Cr的釬焊。
權(quán)利要求
1.一種活性釬焊料，其組分及重量比含量范圍為Ag 49～69％；Cu 30～50％；Ti 1～8％；其熔點為780～830℃。
2.一種活性釬焊料的制備方法，其特征在于采用粉末冶金法，經(jīng)過備料、混料、壓制、真空燒結(jié)、退火、熱軋、冷軋工藝制備而成Ag-Cu-Ti活性釬焊料，其工藝步驟如下A、按如下要求及配比備料
根據(jù)釬焊要求，在上述范圍內(nèi)調(diào)整三種組分的配比；B、壓制將三種粉末按配比投入普通混料機干混均勻后，在快速油壓機上壓制成塊狀坯料；C、真空燒結(jié)、退火將壓好的塊狀坯料裝入真空感應(yīng)加熱爐中，在650～1000℃，真空度不低于10-3Pa狀況下燒結(jié)0.5～1.5小時；真空燒結(jié)需在充入惰性保護氣氛至2.5～3.5Pa時進行；燒結(jié)后的坯料在600～700℃下退火2～10小時；D、軋制(a)熱軋將退火后的坯料取出，在熱軋機軋制，熱軋——退火——熱軋如此反復(fù)數(shù)次，直至坯料減??；(b)冷軋先將熱軋而成1.2～1.8mm厚的活性釬焊料片酸洗，洗掉表面的氧化膜后，在冷軋機上制成0.12～0.18mm的活性釬焊料片材即為Ag-Cu-Ti活性釬焊料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種活性釬焊料的制備方法，其特征在于粉末冶金法的合金粉末成分要求和配比如下
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的Ag-Cu-Ti活性釬焊料制備方法制備的活性釬焊料的用途，其特征在于適用于CVD金剛石厚膜與YG、YT系列硬質(zhì)合金刀具釬焊；ZrO2陶瓷與合金鋼的釬焊。
全文摘要
本發(fā)明創(chuàng)造了一種Ag－Cu－Ti活性釬焊料及其粉末冶金的制備方法。它的合金粉末各組分及重量比含量范圍為Ag:49～69%,Cu:30～50%,Ti:1～8%;經(jīng)過混料、壓制、真空燒結(jié)、退火、熱軋、冷軋工藝制備而成。本發(fā)明提供的Ag－Cu－Ti活性釬焊料熔點在780～830℃范圍內(nèi),純度為99%以上。本法工藝簡單、經(jīng)濟、適用面寬,特別是解決了現(xiàn)有技術(shù)難于克服的問題。能成功地用于金剛石與金屬,ZrO
文檔編號B23K35/40GK1258580SQ9912468
公開日2000年7月5日 申請日期1999年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月27日
發(fā)明者李元元, 嚴(yán)志軍, 代明江, 劉正義 申請人:華南理工大學(xué)