CN102814601B - 一种金刚石硬质合金钎焊用钎剂及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种金刚石硬质合金钎焊用钎剂，其组成为：12-33％的Na2B4O7；5-14.8％的KBF4、2-12％的MF中的一种或两种，M为碱金属；0.5-10％的CoWO4、1-15％的CoCl2中的一种或两种；0.5-9％的Mo的氧化物、0.5-5％的Ni的氧化物、0.5-10％的W的氧化物中的一种或两种；和，余量的H3BO3。本发明的金刚石硬质合金钎焊用钎剂，使用范围宽，可用于Co、Mo、Ni等硬质合金与金刚石的钎焊用钎剂。与现有钎剂对比，本发明用钎剂能够增大铺展面积，焊缝外观较好，焊缝剪切强度高，提高钎焊性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种钎焊用钎剂，具体涉及一种金刚石硬质合金钎焊用钎剂。
背景技术
在天然物质中，金刚石具有最高的硬度、极好的耐磨性、低的摩擦系数、最高的热导率、极低的热膨胀系数及高的化学惰性等优良特性，是最理想的切屑或导热材料，广泛应用于机械加工、石材加工及玻璃加工等行业。金刚石和硬质合金钎焊是制约金刚石刀具推广应用的关键技术难题。目前，关于钎焊金刚石用钎料的研究已比较成熟，多采用Ag-Cu-Ti及Cu-Sn-Ti等焊料，但金刚石和硬质合金钎焊用钎剂的报道很少。中国专利89100555公开了一种金刚石和硬质合金钎焊用钎剂，其成分为10-25％的KBF4，15-30％的NaOH，20-40％的KF，20-30％的B2O3及5-15％的CoCl2；中国专利90104321公开了一种金刚石钎焊用钎料及钎剂，钎剂的组成为：32-38％的H3BO3，15-21％的Na2B4O7，MeF＜38％(Me＝K+Na+Li)，3％以下的B粉+Si粉和C粉。目前，多用QJ102和银钎剂FB101，FB102及FB104，但钎焊性能不良，铺展面积和剪切强度偏小。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金刚石硬质合金钎焊用钎剂，该用钎剂能够增大铺展面积增强剪切强度，提高钎焊性能。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种金刚石硬质合金钎焊用钎剂，由以下重量百分数的组分组成：
12-33％的Na2B4O7；
5-14.8％的KBF4、2-12％的MF中的一种或两种，M为碱金属；
0.5-10％的CoWO4、1-15％的CoCl2中的一种或两种；
0.5-9％的Mo的氧化物、0.5-5％的Ni的氧化物、0.5-10％的W的氧化物中的一种或两种；
和，余量的H3BO3。
所述的碱金属M为Li、Na或K。
一种金刚石硬质合金钎焊用钎剂的制备方法，步骤如下：取各组分，干燥；将各组分混合均匀，研磨至200目以上，用与各组分之和等量的水混合，得钎剂。
本发明的钎焊金刚石和硬质合金用钎剂，使用范围宽，可用于Co、Mo、Ni等硬质合金与金刚石的钎焊用钎剂。与现有钎剂对比，本发明用钎剂能够增大铺展面积，焊缝外观较好，焊缝剪切强度高，提高钎焊性能。作为去膜剂，KBF4或LiF/NaF/KF能够溶解硬质合金和金刚石的氧化膜并去除其他杂质；作为活性剂，H3BO3可以加速氧化物的溶解并使钎料对硬质合金母材具有良好的润湿性；作为覆盖剂，Na2B4O7能够在钎焊时形成致密的液态薄膜覆盖于硬质合金母材和钎料上，防止其被氧化；CoWO4或CoCl2可以防止粘结相为Co的硬质合金母材脱钴，而增强了钎缝强度；CoWO4或W的氧化物，可以防止含W的硬质合金母材脱钨，影响焊缝高温力学性能；Mo的氧化物和Ni的氧化物，可以防止含Ni及Mo的硬质合金母材脱Mo和Ni，提高钎缝强度。
本发明的金刚石硬质合金钎焊用钎剂，适合于采用银基钎料、铜基钎料及镍基钎料，可以实现硬质合金与金刚石的良好润湿，且焊缝强度高。
本发明的金刚石硬质合金钎焊用钎剂，既适合600℃-700℃温度下硬质合金和金刚石的钎焊，又适合700℃-1100℃下硬质合金和金刚石的真空钎焊。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做具体的说明。
实施例1：本实施例的金刚石硬质金属钎焊用钎剂，由以下组分组成：60.5g的H3B03，12g的Na2B4O7，1g的CoCl2，5g的KBF4，12g的NaF，9g的Mo氧化物，0.5g的W的氧化物。
金刚石硬质金属钎焊用钎剂制备方法，步骤如下：取H3BO3、Na2B4O7、CoCl2、KBF4、NaF、Mo氧化物及W的氧化物分别放入干燥箱中，200℃温度下干燥0.5-1小时；将上述各组分混合均匀，放入球磨机研磨至200目以上，放入烧杯中，取100ml蒸馏水与之混合，得钎剂。
将上述钎剂用于含钼的C-6A硬质合金与CVD金刚石真空钎焊，真空度为1×10-1～1×10-3Pa，钎料选BNi-2镍基焊料，钎焊温度1100℃，保温30分钟，可以获得强度高，焊缝美观的钎焊接头。
实施例2：本实施例的金刚石硬质金属钎焊用钎剂，由以下组分组成：30g的H3BO3，33g的Na2B4O7，10g的CoWO4，3g的CoCl2，9g的KBF4，2g的KF，2g的Mo氧化物，1g的Ni氧化物，10g的W的氧化物。
金刚石硬质金属钎焊用钎剂制备方法，步骤如下：取H3BO3，Na2B4O7，CoWO4，CoCl2，KBF4，KF，Mo氧化物，Ni氧化物及W的氧化物分别放入干燥箱中200℃温度下干燥0.5-1小时；将上述各组分混合均匀，放入球磨机研磨至200目以上，放入烧杯中，取100ml蒸馏水与之混合，得钎剂。
将上述钎剂用于YGl5和CVD金刚石在空气中钎焊，焊料采用Ag-Cu-Ti焊料，钎焊温度680℃，保温5分钟，可以获得润湿良好，外观优良的钎焊接头。
实施例3：本实施例的金刚石硬质金属钎焊用钎剂，由以下组分组成：53.7g的H3BO3，20g的Na2B4O7，4g的CoWO4，14.8g的KBF4，0.5g的Mo氧化物，5g的Ni氧化物，2g的W的氧化物。
金刚石硬质金属钎焊用钎剂制备方法，步骤如下：取H3BO3，Na2B4O7，CoWO4，KBF4，Mo氧化物，Ni氧化物及W的氧化物分别放入干燥箱中200℃温度下干燥0.5-1小时；将上述各组分混合均匀，放入球磨机研磨至200目以上，放入烧杯中，取100ml蒸馏水与之混合，得钎剂。
将上述钎剂用于NCF600含镍合金钢和CVD金刚石的在真空钎焊，真空度为1×10-1～1×10-3Pa，钎料选Cu-Sn-Ti铜基焊料，钎焊温度950℃，保温40分钟，可以获得高质量的钎焊接头。
实施例4：本实施例的金刚石硬质金属钎焊用钎剂，由以下组分组成：56g的H3BO3，20g的Na2B4O7，0.5g的CoWO4，15g的CoCl2，5g的LiF，0.5g的Ni氧化物，3g的W的氧化物。
金刚石硬质金属钎焊用钎剂制备方法，步骤如下：取H3BO3，Na2B4O7，CoWO4，CoCl2，LiF，Ni氧化物及W的氧化物分别放入干燥箱中200℃温度下干燥0.5-1小时；将上述各组分混合均匀，放入球磨机研磨至200目以上，放入烧杯中，取100ml蒸馏水与之混合，得钎剂。
将上述钎剂用于YG20含钼合金钢和CVD金刚石在大气下钎焊，钎料选银焊片料，钎焊温度650℃，保温15分钟，可以获得高质量的钎焊接头。
对比例：选用市售QJ201为助焊剂，母材选用YGl5钨合金，焊料选用Ag28Cu0.5Ti焊料，对YGl5和CVD金刚石进行真空钎焊，真空度为1×10-1～1×10-3Pa，钎焊温度900℃，保温30min。
目测各实施例和对比例钎焊接头的外观是否完整及光亮，铺展画积及剪切性能按照国家标准测定，实验结果如表1所示：
表1钎剂的性能
| 序号 | 焊缝外观 | 铺展面积(mm2) | 焊缝剪切强度(MPa) |
| 对比例 | 较好 | 44.8 | 195.1 |
| 实施例1 | 好 | 62.9 | 210.8 |
| 实施例2 | 很好 | 76.1 | 239.5 |
| 实施例3 | 较好 | 52.52 | 199.7 |
| 实施例4 | 好 | 65.3 | 223.3 |
Claims (3)
1.一种金刚石硬质合金钎焊用钎剂，其特征在于由以下重量百分数的组分组成：
12-33％的Na2B4O7；
5-14.8％的KBF4、2-12％的MF中的一种或两种，M为碱金属；
0.5-10％的CoWO4、1-15％的CoCl2中的一种或两种；
0.5-9％的Mo的氧化物、0.5-5％的Ni的氧化物、0.5-10％的W的氧化物中的一种或两种；和，余量的H3BO3。
2.根据权利要求1所述的一种金刚石硬质合金钎焊用钎剂，其特征在于：碱金属M为Li、Na或K。
3.一种权利要求1所述的金刚石硬质合金钎焊用钎剂的制备方法，其特征在于步骤如下：取各组分，干燥；将各组分混合均匀，研磨至200目以上，用与各组分之和等量的水混合，得钎剂。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: HENAN UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Effective date: 20140715 Owner name: HENAN FAMOUS DIAMOND INDUSTRIAL CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: LUOYANG MEIK DIMOND CO., LTD. Effective date: 20140715 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| C53 | Correction of patent of invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Li Jianlin Inventor after: Yan Yanfu Inventor after: Ma Shitao Inventor after: Hui Xinqing Inventor after: Liu Shikai Inventor after: Li Mingzhu Inventor before: Li Hongbo Inventor before: Yan Yanfu Inventor before: Hui Xinqing |
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| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: LI HONGBO YAN YANFU HUI XINQING TO: LI JIANLIN YAN YANFU MA SHITAO HUI XINQING LIU SHIKAI LI MINGZHU Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 471003 LUOYANG, HENAN PROVINCE TO: 454763 JIAOZUO, HENAN PROVINCE |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
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Effective date of registration: 20220322 Address after: 454763, Yao Town, Henan City, Mengzhou Province Yao Industrial Zone Patentee after: Henan FeiMeng diamond Co.,Ltd. Address before: 454763, Yao Town, Henan City, Mengzhou Province Yao Industrial Zone Patentee before: Henan FeiMeng diamond Co.,Ltd. Patentee before: Henan University of Science and Technology |
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