一种PDC截齿的钎焊方法及PDC截齿.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115889918A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211664449.9E21D9/10(2006.01)(22)申请日2022.12.23(71)申请人郑州机械研究所有限公司地址450001河南省郑州市高新技术产业开发区科学大道149号(72)发明人钟素娟路全彬董博文董显程亚芳李永郭艳红丁天然常云峰刘晓芳(74)专利代理机构郑州芝麻知识产权代理事务所(普通合伙)41173专利代理师董晓勇(51)Int.Cl.B23K1/002(2006.01)B23K1/20(2006.01)E21C35/183(2006.01)权利要求书1页说明书8页附图4页(54)发明名称一种PDC截齿的钎焊方法及PDC截齿(57)摘要本发明属于超硬复合材料技术领域，具体涉及一种PDC截齿的钎焊方法及PDC截齿。本发明的PDC截齿的钎焊方法，将PDC截齿头的硬质合金预先镀覆Zn‑Ni合金层，镀覆合金层与钎料金属协同作用实现较低温度条件下钎料金属对硬质合金部分的润湿，提高钎缝金属对硬质合金的钎着率，减小PCD层与硬质合金衬底结合界面的残余热应力，降低PCD层的热损伤程度。同时，本发明采用含硬质合金粉的钎剂膏预先涂覆钢基体内孔，硬质合金、钎缝与钢基体形成具有线膨胀系数差的梯度功能结构，由此降低钎缝金属与钢基体、硬质合金部分的界面应力，避免钎缝缺欠的产生，提高钎焊接头强度和服役寿命，在硬岩掘进用截齿领域具有良好的应用前景。CN115889918ACN115889918A权利要求书1/1页1.一种PDC截齿的钎焊方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)在截齿的钢基体内孔中预先涂覆含有硬质合金粉的钎剂膏，然后在钢基体内孔中放入钎料片，对钢基体进行感应预热至钎料片熔化；(2)将锌、镍进行混合熔炼，得到镀层熔液，保温备用；采用管状夹具完全罩住PDC截齿头中的聚晶金刚石层，然后将PDC截齿头中硬质合金的待焊面浸入镀层熔液后取出；(3)将步骤(2)取出的PDC截齿头放入步骤(1)所得钢基体的内孔中，然后在管状夹具内部持续通入保护气体，对PDC截齿头和钢基体的待焊面进行感应钎焊，即得。2.根据权利要求1所述的PDC截齿的钎焊方法，其特征在于，步骤(1)中，所述钢基体选自42CrMo、35CrMo、30CrMo中的任一种；PDC截齿头中的硬质合金的材质为YG8、YG6中的一种；所述PDC截齿头中聚晶金刚石的质量百分比组成为：Co11～13％，余量为金刚石微粉。3.根据权利要求1所述的PDC截齿的钎焊方法，其特征在于，步骤(1)中，所述钎剂膏由以下重量百分比的组分组成：11.0％～25.2％KF、11.5％～13.8％KBF4、15.7％～21.0％B2O3、10％～20％乙醇、20％～30％水、10％～20％硬质合金粉；所述硬质合金粉的目数为200～300目；硬质合金粉选自WC‑Co10Cr4或WC‑12Co。4.根据权利要求1所述的PDC截齿的钎焊方法，其特征在于，步骤(1)中，所述钎料片由以下重量份数的组分组成：54.0～57％Ag、20.0～23.0％Cu、15.0～24.0％Zn、1.5～5.5％Sn。5.根据权利要求1所述的PDC截齿的钎焊方法，其特征在于，步骤(1)中，感应预热的温度为670～690℃；步骤(2)中，保温的温度为650～680℃；硬质合金的待焊面浸入镀层熔液的时间为30～50s。6.根据权利要求1～5任一项所述的PDC截齿的钎焊方法，其特征在于，步骤(2)中，所述镀层熔液由以下重量百分比的组分组成：2.0～4.0％Ni、余量为Zn。7.根据权利要求1～5任一项所述的PDC截齿的钎焊方法，其特征在于，步骤(2)中，所述混合熔炼是：将锌、镍在加覆盖剂的条件下进行混合熔炼；所述覆盖剂的厚度为0.5～1.0mm；覆盖剂由以下重量份数的组分组成：KF41.0～45.2份、KBF421.5～26.8份、B2O332.7～41.0份。8.根据权利要求1～5任一项所述的PDC截齿的钎焊方法，其特征在于，步骤(3)中，所述保护气体为高纯氩气；氩气的流速为5～12L/min。9.根据权利要求1～5任一项所述的PDC截齿的钎焊方法，其特征在于，步骤(3)中，所述感应钎焊的温度为670℃～690℃，感应钎焊的时间为10～30s。10.一种PDC截齿，包括PDC截齿头和钢基体，PDC截齿头包括聚晶金刚石层和硬质合金层，其特征在于，所述PDC截齿采用如权利要求1～9任一项所述的PDC截齿的钎焊方法制备得到；其中，PDC截齿头中硬质合金层与钢基体通过感应钎焊连接，硬质合金层与钢基体的连接钎缝处具有锌镍镀层和钎料合金层；所述锌镍镀层位于钎缝中与硬质合金层相邻的一侧，所述钎料合金层位于钎缝中