采用镍基钎料热喷焊制备单层金刚石的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102430849A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102430849A(43)申请公布日2012.05.02(21)申请号201110354501.6(22)申请日2011.11.10(71)申请人中原工学院地址451191河南省郑州市新郑双湖经济开发区淮河路1号(72)发明人卢金斌孟普张旺玺黄小婷张素香(74)专利代理机构郑州中原专利事务所有限公司41109代理人张绍琳孙诗雨(51)Int.Cl.B23K10/02(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称采用镍基钎料热喷焊制备单层金刚石的方法(57)摘要一种采用镍基钎料热喷焊制备单层金刚石工具的方法，具体包括（1）金刚石工具基体制备，（2）将高温钎料喷焊到工具基体表面，（3）向熔融态高温钎料中加入金刚石颗粒，（4）钎焊金刚石工具。本发明利用机械方法向熔融态高温钎料中加入金刚石颗粒，在减少高温钎焊金刚石颗粒热损伤的同时，金刚石颗粒和钎料发生化学冶金结合，具有较高的结合强度，使金刚石颗粒的性能得到充分利用。与普通真空炉中钎焊相比，可以缩短加热和制备时间，提高工具生产效率。CN1024389ACCNN110243084902430852A权利要求书1/1页1.一种采用镍基钎料热喷焊制备单层金刚石工具的方法，其特征在于：（1）金刚石工具基体制备：根据制备金刚石工具基体的要求，选择制备金刚石工具的基体，对基体进行机械加工成型，对将要进行等离子喷焊的表面进行清理，除油、除锈处理；（2）将高温钎料喷焊到工具基体表面：利用等离子喷焊机向单层金刚石工具基体喷焊熔融态高温钎料；（3）向熔融态高温钎料中加入金刚石颗粒：向工具基体表面熔融态高温钎料中加入金刚石磨粒；（4）钎焊金刚石工具：熔融态高温钎料与金刚石颗粒发生化学反应后，在保护气氛中快速凝固形成单层金刚石工具。2.根据权利要求1所述的采用镍基钎料热喷焊制备单层金刚石工具的方法，其特征在于：步骤（2）中等离子热喷焊机功率为500~1000W，等离子束扫描速度为40~80mm/min，等离子束直径为4-7mm。3.根据权利要求2所述的采用镍基钎料热喷焊制备单层金刚石工具的方法，其特征在于：步骤（2）中等离子热喷焊机的功率900W，等离子束扫描速度45mm/min，等离子束直径为6mm。4.根据权利要求1或2所述的采用镍基钎料热喷焊制备单层金刚石工具的方法，其特征在于：步骤（3）采用喷嘴或漏斗向工具基体表面熔融态高温钎料中加入金刚石磨粒，喷嘴或漏斗口距热喷焊机的喷嘴距离为5-10mm。2CCNN110243084902430852A说明书1/4页采用镍基钎料热喷焊制备单层金刚石的方法技术领域[0001]本发明属于高温钎焊技术领域，具体涉及一种镍基钎料热喷焊制备单层金刚石工具的方法，制备的工具适用于石材、陶瓷、玻璃等硬脆性材料加工。背景技术[0002]金刚石具有最高的硬度、高耐磨性、高导热性、低摩擦系数、低热膨胀系数等优异性能，广泛应用于磨削、切削和精密加工等领域。[0003]目前，单层高温钎焊金刚石工具制作工艺主要依靠真空钎焊完成的，但真空钎焊实际应用中却存在如下局限性：钎焊过程中加热、冷却时间长，致使制造生产的周期变长，费时耗能，金刚石磨粒长时间处于高温液态钎料中会使磨粒受到较大的热损伤，同时受炉腔尺寸限制，无法钎焊大型的工具，同时在加热过程中基体变形较大，不利于提高加工精度。发明内容[0004]本发明的目的是提供一种单层热喷焊金刚石工具的制备方法，以解决真空钎焊中存在的钎焊周期长、钎焊工具变形较大、尺寸受限等问题。[0005]为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：本发明的采用镍基钎料热喷焊制备单层金刚石工具的方法，具体包括如下步骤：（1）金刚石工具基体制备：根据制备金刚石工具基体的要求，选择45#钢为制备金刚石工具的基体，按照金刚石工具图形对45#钢基体进行机械加工成型，对将要进行等离子喷焊的表面进行清理，除油、除锈处理；（2）将高温钎料喷焊到工具基体表面：利用等离子喷焊机向单层金刚石工具基体喷焊熔融态高温钎料；（3）向熔融态高温钎料中加入金刚石颗粒：向工具基体表面熔融态高温钎料中加入金刚石磨粒；（4）钎焊金刚石工具：熔融态高温钎料与金刚石颗粒发生化学反应后，在保护气氛中快速凝固形成单层金刚石工具。金刚石与液态的镍基钎料在高温瞬间相互扩散形成化学冶金结合，镍基钎料中的Cr元素在金刚石表面富集，并与金刚石中的C元素反应主要生成断续的Cr3C2化合物。[0006]步骤（2）中等离子热喷焊机功率为500~1000W，优选为900W，其电流为90~130A，等离子束扫描速度为40~80mm/min，优选为45mm/min，等离子束直径为4-7mm，优选为6mm。[