CN111250892A - 一种自动化钎焊用钎焊材料、其制备方法及应用 - Google Patents

一种自动化钎焊用钎焊材料、其制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种自动化钎焊用钎焊材料、其制备方法及应用。所述自动化钎焊用钎焊材料包括按照重量百分比计算的如下组分：50wt％‑95wt％镍基钎焊材料、3.5wt％‑40wt％掺杂粉、1wt％‑20wt％的溶剂和0.1wt％‑1wt％的添加剂。本发明提出了一种制备工艺简单、低成本的镍铁钎焊材料，且通过本发明制备工艺制备出的自动化钎焊用钎焊材料硬度适中，润湿性好，能够满足可控气氛下自动化钎焊工艺的需求，可实现可控气氛下连续自动化钎焊制备金刚石工具。

Description

一种自动化钎焊用钎焊材料、其制备方法及应用
技术领域
本发明属于钎焊技术领域，特别涉及一种低成本自动化钎焊用钎焊材料、其制备方法及应用。
背景技术
金刚石是目前世界上发现并在工业上大量使用的最硬材料，其具有优异的硬度、刚度、耐磨性和热稳定性能，因而被广泛应用于各种切磨工具中。利用金刚石作为增强材料延长切磨刀具的使用寿命是广泛应用的。目前金刚石刀具的加工以粉末冶金和钎焊方式为主；其中粉末冶金法工艺复杂，对设备要求高，因而产品的成本相对较高；钎焊法受金刚石自身特性的影响，只能采用真空钎焊、激光钎焊、感应钎焊的方法进行制备，上述钎焊方法的效率低下，不能实现大规模流水线化的加工制造模式。
然而，金刚石钎焊过程中存在的几个行业痛点一直阻碍了大规模金刚石工具钎焊技术的发展。一方面，金刚石在空气条件下的耐高温性能极差，800℃左右下金刚石开始出现石墨化现象；而在真空条件下，1500℃下开始发生石墨化现象。另一方面，大多数钎料对金刚石的润湿性能差，甚至不能发生润湿；能够进行金刚石钎焊的钎料的液相线温度较高难以实现在800℃以下进行钎焊。目前市场上主要采用镍系钎焊材料作为金刚石钎焊的主要原料。其中，标准牌号的BNi-2(液相线温度999℃)、BNi-5(液相线温度1135℃)和BNi-7(液相线温度888℃)已被广泛使用。即使液相线温度最低的BNi7，其钎焊温度一般控制在1000℃左右，难以控制钎焊过程中对金刚石的热损伤。受上述因素的影响，目前金刚石工具钎焊加工制造多采用真空钎焊、激光钎焊、感应钎焊、电阻钎焊等。这些钎焊方式多需要在真空条件下进行，无法实现大规模、连续化、自动化的生产，从而制约了金刚石工具的制造效率和制造成本。
同时，BNi7体系中含有的磷元素使得合金体系变得硬、脆，难以满足金刚石工具的应用要求。因而，目前对金刚石用钎焊材料的研究热点多在镍合金的成分调节上，通过调整Cu、Cr、Mn、Al、Fe、B、P等元素的含量以获得液相线温度更低的镍系钎焊合金材料；但这些新型合金材料的生产成本相对较高，润湿性能和钎焊后的应用性能都仍需进一步验证。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种自动化钎焊用钎焊材料、其制备方法及应用，从而克服现有技术的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：
本发明实施例提供一种自动化钎焊用钎焊材料，其包括按照重量百分比计算的如下组分：50wt％-95wt％镍基钎焊材料、3.5wt％-40wt％掺杂材料、1wt％-20wt％溶剂和0.1wt％-1wt％添加剂。
进一步地，所述掺杂材料的粒度为1000-2000目。
进一步地，所述掺杂材料包括羰基铁粉、模具钢粉、不锈钢粉中的任意一种或两种以上的组合。
本发明实施例还提供了一种自动化钎焊用钎焊材料的制备方法，包括：
(1)按照前述自动化钎焊用钎焊材料的组成配制原料；
(2)将镍基钎焊材料和掺杂材料均匀混合，形成混合物；
(3)在加热条件下，将添加剂加入溶剂中进行分散，获得溶剂体系；
(4)在搅拌条件下，将所述混合物，分批加入所述溶剂体系中，并分散均匀，获得镍铁钎焊材料，即自动化钎焊用钎焊材料。
本发明实施例还提供了前述自动化钎焊用钎焊材料在制备金刚石工具中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明自动化钎焊用钎焊材料及其制备方法，以镍基钎焊材料作为钎焊材料的主体，在镍基钎焊材料中加入一定量的细粒掺杂材料，本发明中将这些超细材料加入到镍基钎焊材料中，不仅可以降低钎焊材料的实际成本，更可在钎焊后的焊接结构中起到增强相的作用，实现对钎焊结构硬度调整的目标；通过本发明制备工艺制备出的钎焊材料硬度适中，润湿性好，能够满足可控气氛下自动化钎焊工艺的需求。
(2)本发明自动化钎焊用钎焊材料用于制备金刚石工具时，由于金刚石工具制备中加入铁粉后的镍铁钎焊材料，使得所获得的刀具的使用寿命与其它焊接材料相比更长。
(3)本发明自动化钎焊用钎焊材料中的镍基钎焊材料为现有技术中的标准牌号镍基钎焊材料，BNi2、BNi5、BNi7作为钎焊材料的主体；标准钎焊材料的加工方式稳定，市场来源广泛，产品成本低廉；同时，标准镍基钎焊材料已经在市场中通过多年的使用和实验，其性能、特点均已稳定化。
具体实施方式
鉴于现有技术的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本发明的技术方案，其主要是针对金刚石钎焊技术中的行业痛点，通过调节镍基钎焊材料的成分，研发了一种低成本、硬度适中、润湿性好的镍铁钎焊材料，其能够满足可控气氛下自动化钎焊工艺的需求。如下将对该技术方案、其实施过程及原理作进一步的解释说明。
本发明实施例提供了一种自动化钎焊用钎焊材料，其包括按照重量百分比计算的如下组分：50wt％-95wt％镍基钎焊材料、3.5wt％-40wt％掺杂材料、1wt％-20wt％溶剂和0.1wt％-1wt％添加剂。
在一些优选实施例中，所述镍基钎焊材料的粒度为100-500目。
进一步地，所述镍基钎焊材料为标准镍基钎焊合金粉末。
更进一步地，所述标准镍基钎焊合金包括BNi2、BNi5、BNi7中的任意一种或两种以上的组合。
在一些优选实施例中，所述掺杂材料的粒度为1000-2000目。
进一步地，所述掺杂材料包括羰基铁粉、模具钢粉、不锈钢粉等中的任意一种或两种以上的组合，且不局限于此。
在一些优选实施例中，所述溶剂包括蒸馏水、纯水、去离子水等中的任意一种，且不局限于此。
进一步地，所述添加剂包括黄原胶，且不局限于此。
本发明实施例还提供了一种自动化钎焊用钎焊材料的制备方法，包括：
(1)按照前述自动化钎焊用钎焊材料的组成配制原料；
(2)将镍基钎焊材料和掺杂材料均匀混合，形成混合物；
(3)在加热条件下，将添加剂加入溶剂中进行分散，获得溶剂体系；
(4)在搅拌条件下，将所述混合物，分批加入所述溶剂体系中，并分散均匀，获得镍铁钎焊材料，即自动化钎焊用钎焊材料。
在本发明的一些优选方案中，为了后序应用的方便，将步骤(4)获得镍铁钎焊材料进行分装、包装。
在本发明的一些优选方案中，在步骤(4)包括：以10-20转/秒的平均搅拌速率持续搅拌0.1-1.5h。。
在本发明的另一些优选方案中，
在步骤(4)包括：先以5-10转/秒的搅拌速率先搅拌0.1-0.5h，再以15-25转/秒的搅拌速率搅拌0.1-1.0h。
本发明实施例的另一个方面还提供了自动化钎焊用钎焊材料在制备金刚石工具中的应用。
本发明配方中加入一定量的细粒掺杂材料，这些细粒掺杂材料在工业中应用范围狭窄，甚至在许多应用中需要剔除这一部分的超细粉，作为工业品中的下脚料，这些细粒掺杂材料的回收处理也相对比较复杂，本发明通过在镍基钎焊材料中加入一定量的细粒掺杂料，不仅可以降低钎焊材料的实际成本，更可在钎焊后的焊接结构中起到增强相的作用，实现对钎焊结构硬度调整的目标；进而通过本发明制备工艺制备出的钎焊材料硬度适中，润湿性好，能够满足可控气氛下自动化钎焊工艺的需求。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，进一步阐明该发明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，但其中的实验条件和设定参数不应视为对本发明基本技术方案的局限。并且本发明的保护范围不限于下述的实施例。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明所有原料，对其来源没有特别限制，在市场上购买的或按照本领域技术人员熟知的常规方法制备的即可。
实施例1
本实施例自动化钎焊用钎焊材料，其包括按照重量百分比计算的如下组分：95wt％镍基钎焊材料、3.5wt％掺杂材料、1wt％溶剂和0.2wt％添加剂，具体地，采用400g市面上的BNi2作为镍基钎焊材料；加入14.7g的1000目羰基铁粉；称取4.2g纯水和1.1g黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散，获得钎焊溶剂体系；将混合后的BNi2粉和铁粉的混合粉，在搅拌条件下，分三次加入溶剂体系中进行分散，其中，搅拌先采用10转/min的速率搅拌30min,再使用15转/min的速率搅拌6min，获得最终的糊状镍铁钎焊材料。
在基体的侧面上涂覆厚度为0.3mm的糊状镍铁钎焊材料，将其放置于可控气氛自动化钎焊网带炉的入口，氩气气氛下，钎焊温度控制在900～1200℃，过炉获得刀具成品。
实施例2
本实施例自动化钎焊用钎焊材料，其包括按照重量百分比计算的如下组分：50wt％镍基钎焊材料、40wt％掺杂材料、9wt％溶剂和1wt％添加剂，具体地，采用250g市面上的BNi2作为镍基钎焊材料；加入200g的1000目羰基铁粉；称取45g纯水和5g黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散，获得钎焊溶剂体系；将混合后的BNi2粉和铁粉的混合粉，在搅拌条件下，分三次加入溶剂体系中进行分散，其中，搅拌先采用5转/min的速率搅拌6min,再使用20转/min的速率搅拌60min，获得最终的糊状镍铁钎焊材料。
在基体的侧面上涂覆厚度为0.3mm的糊状镍铁钎焊材料，将其放置于可控气氛自动化钎焊网带炉的入口，氩气气氛下，钎焊温度控制在900～1200℃，过炉获得刀具成品。
实施例3
本实施例自动化钎焊用钎焊材料，其包括按照重量百分比计算的如下组分：60wt％镍基钎焊材料、19.9wt％掺杂材料、20wt％溶剂和0.1wt％添加剂，具体地，采用300g市面上的BNi2作为镍基钎焊材料；加入99.5g的1000目羰基铁粉；称取100g纯水和0.5g黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散，获得钎焊溶剂体系；将混合后的BNi2粉和铁粉的混合粉，在搅拌条件下，分三次加入溶剂体系中进行分散，其中，搅拌先采用7转/min的速率搅拌20min,再使用18转/min的速率搅拌50min，获得最终的糊状镍铁钎焊材料。
在基体的侧面上涂覆厚度为0.3mm的糊状镍铁钎焊材料，将其放置于可控气氛自动化钎焊网带炉的入口，氩气气氛下，钎焊温度控制在900～1200℃，过炉获得刀具成品。
将实施例1-实施例3制成的自动化钎焊用钎焊材料进行硬度测试，硬度试验参照GB/T 231.1—2009(<金属材料布氏硬度试验》，在布氏硬度计HB—3000B上进行，布氏硬度测试7次，求其平均值，其测试结果见下表1。
将实施例1-实施例3制成的自动化钎焊用钎焊材料分别在900℃、1050℃和1200℃的钎焊温度及氩气保护下进行润湿性测试，其测试结果见下表1。
表1实施例1-实施例3的自动化钎焊用钎焊材料的性能测试结果
Figure BDA0002410566260000051
Figure BDA0002410566260000061
由上表可以看出，实施例1-实施例3的自动化钎焊用钎焊材料硬度适中，且自动化钎焊用钎焊材料在基体上凝固后，其浸润角均小于90°，表明自动化钎焊用钎焊材料润湿性好，能够满足可控气氛下自动化钎焊工艺的需求。
为了进一步评价该低成本镍铁钎焊材料与传统钎焊材料的焊接性能，本发明采用的对比试验的方式，依托秸秆粉碎用金刚石刀具的使用寿命，对不同钎焊材料进行了比较。实验中记录实际使用过程中，不同刀具样品的具体使用时间，实现对钎焊后刀具切割效率的评估。
实施例4
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65Mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用200gBNi2和200gBNi7的混合物作为镍基钎焊材料，加入50g的1000目羰基铁粉；称取50g纯水和1g黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散；获得钎焊溶剂体系；将混合后的镍基钎焊材料粉和铁粉的混合粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，所述搅拌先采用5转/min的速率搅拌20min,再使用20转/min的速率搅拌50min，获得最终的糊状镍铁钎焊材料；将金刚石与糊状镍铁钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，炉温1100℃过炉获得刀具成品。
对比例1
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65Mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用200gBNi2和200gBNi7的混合物作为镍基钎焊材料，称取50g纯水和1g黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散；获得钎焊溶剂体系；将混合后的镍基钎焊材料粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，所述搅拌先采用5转/min的速率搅拌20min,再使用20转/min的速率搅拌50min，获得最终的糊状镍钎焊材料；将金刚石与糊状镍钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，炉温1100℃过炉获得刀具成品。
实施例5
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65Mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用400gBNi2作为镍基钎焊材料，加入50g的1000目羰基铁粉；称取50g纯水和1g黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散；获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉和铁粉的混合粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，所述分散先采用5转/min的速率搅拌20min,再使用20转/min的速率搅拌50min，获得最终的糊状镍铁钎焊材料；将金刚石与糊状镍铁钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，炉温1150℃过炉获得刀具成品。
对比例2
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65Mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用400gBNi2作为镍基钎焊材料，称取50g纯水和1g黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散，获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，所述分散先采用5转/min的速率搅拌20min,再使用20转/min的速率搅拌50min，获得最终的糊状镍钎焊材料；将金刚石与糊状镍钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，炉温1150℃过炉获得刀具成品。
实施例6
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65Mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用400gBNi7作为镍基钎焊材料，加入50g的1000目羰基铁粉；称取50g的纯水和1g黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散；获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉和铁粉的混合粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，所述分散先采用5转/min的速率搅拌20min,再使用20转/min的速率搅拌50min，获得最终的糊状镍铁钎焊材料；将金刚石与糊状镍铁钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，炉温1020℃过炉获得刀具成品。
对比例3
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65Mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用400gBNi7作为镍基钎焊材料，称取50g纯水和1g黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散，获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，获得最终的糊状镍钎焊材料；将金刚石与糊状镍钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，炉温1020℃过炉获得刀具成品。
具体试验结果记录于表2中。
表2
Figure BDA0002410566260000081
实验数据显示，采用镍铁钎焊材料进行焊接的金刚石刀具其使用寿命均远大于镍基钎焊材料的使用寿命。说明，铁粉的加入可以抑制金刚石钎焊过程中的高温损伤，形成更好的冶金结合。同时，铁粉的加入在钎焊结构中可以起到一定的增强相作用，获得强度更高的焊接结构组织。
为了进一步评价该低成本镍铁钎焊材料中掺杂料含量范围选取的重要性，本发明采用的对比试验的方式，依托秸秆粉碎用金刚石刀具的使用寿命，对不同含量范围进行了比较。实验中记录实际使用过程中，不同刀具样品的具体使用时间，实现对钎焊后刀具切割效率的评估。
实施例7
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65Mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用250gBNi7作为镍基钎焊材料，加入200g的1000目羰基铁；称取50g的纯水和0.5g黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散；获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉和羰基铁粉的混合粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，所述分散先采用5转/min的速率搅拌20min,再使用20转/min的速率搅拌50min，获得最终的糊状镍铁钎焊材料；将金刚石与糊状镍铁钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，炉温1020℃过炉获得刀具成品。
对比例4
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65Mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用245.5gBNi7作为镍基钎焊材料，加入205g的1000目羰基铁；称取25g的纯水和0.5g黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散；获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉和羰基铁粉的混合粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，所述分散先采用5转/min的速率搅拌20min,再使用20转/min的速率搅拌50min，获得最终的糊状镍铁钎焊材料；将金刚石与糊状镍铁钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，炉温1020℃过炉获得刀具成品。
实施例8
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65Mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用300gBNi7作为镍基钎焊材料，加入150g的1000目羰基铁；称取50g的纯水和0.5g黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散；获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉和羰基铁粉的混合粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，所述分散先采用5转/min的速率搅拌20min,再使用20转/min的速率搅拌50min，获得最终的糊状镍铁钎焊材料；将金刚石与糊状镍铁钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，炉温1020℃过炉获得刀具成品。
实施例9
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65Mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用400gBNi7作为镍基钎焊材料，加入100g的1000目羰基铁；称取50g的纯水和0.5g黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散；获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉和羰基铁粉的混合粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，所述分散先采用5转/min的速率搅拌20min,再使用20转/min的速率搅拌50min，获得最终的糊状镍铁钎焊材料；将金刚石与糊状镍铁钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，炉温1020℃过炉获得刀具成品。
实施例10
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65Mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用400gBNi7作为镍基钎焊材料，加入50g的1000目羰基铁；称取50g的纯水和0.5g黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散；获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉和羰基铁粉的混合粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，所述分散先采用5转/min的速率搅拌20min,再使用20转/min的速率搅拌50min，获得最终的糊状镍铁钎焊材料；将金刚石与糊状镍铁钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，炉温1020℃过炉获得刀具成品。
实施例11
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65Mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用432gBNi7作为镍基钎焊材料，加入17.5g的1000目羰基铁；称取50g的纯水和0.5g黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散；获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉和羰基铁粉的混合粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，所述分散先采用5转/min的速率搅拌20min,再使用20转/min的速率搅拌50min，获得最终的糊状镍铁钎焊材料；将金刚石与糊状镍铁钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，炉温1020℃过炉获得刀具成品。
对比例5
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65Mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用434.5gBNi7作为镍基钎焊材料，加入15g的1000目羰基铁；称取50g的纯水和0.5g黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散；获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉和羰基铁粉的混合粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，所述分散先采用5转/min的速率搅拌20min,再使用20转/min的速率搅拌50min，获得最终的糊状镍铁钎焊材料；将金刚石与糊状镍铁钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，炉温1020℃过炉获得刀具成品。
具体试验结果记录于表3中。
表3
Figure BDA0002410566260000111
实验数据显示，镍铁钎焊材料中的掺杂粉的含量应当控制与一定范围内，掺杂粉含量过低，其增强效果不明显；掺杂粉含量过高，工具的使用寿命开始呈下降趋势，这说明作为焊接结构中的增强相的掺杂粉含量不易过高，过高其会影响焊接效果，导致寿命下降。
为了进一步测试掺杂料为除铁粉以外的原料时，本发明采用不锈钢粉和模具钢粉作为掺杂料，依托秸秆粉碎用金刚石刀具的使用寿命，对不同掺杂料进行了比较。实验中记录实际使用过程中，不同刀具样品的具体使用时间，实现对钎焊后刀具切割效率的评估。
实施例12
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65Mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用400gBNi7作为镍基钎焊材料，加入50g的1000目不锈钢粉；称取50g的纯水和0.5g黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散；获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉和不锈钢粉的混合粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，所述分散先采用5转/min的速率搅拌20min,再使用20转/min的速率搅拌50min，获得最终的糊状镍铁钎焊材料；将金刚石与糊状镍铁钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，炉温1020℃过炉获得刀具成品。
实施例13
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65Mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用200gBNi7和150gBNi2作为镍基钎焊材料，加入100g的1000目不锈钢粉；称取50g的纯水和0.5g黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散；获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉和不锈钢粉的混合粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，所述分散先采用5转/min的速率搅拌20min,再使用20转/min的速率搅拌50min，获得最终的糊状镍铁钎焊材料；将金刚石与糊状镍铁钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，炉温1150℃过炉获得刀具成品。
实施例14
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65Mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用300gBNi2作为镍基钎焊材料，加入150g的1000目不锈钢粉；称取50g的纯水和0.5g黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散；获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉和不锈钢粉的混合粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，所述分散先采用5转/min的速率搅拌20min,再使用20转/min的速率搅拌50min，获得最终的糊状镍铁钎焊材料；将金刚石与糊状镍铁钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，炉温1200℃过炉获得刀具成品。
实施例15
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65Mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用250gBNi7作为镍基钎焊材料，加入200g的1000目不锈钢粉；称取50g的纯水和0.5g黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散；获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉和不锈钢粉的混合粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，所述分散先采用5转/min的速率搅拌20min,再使用20转/min的速率搅拌50min，获得最终的糊状镍铁钎焊材料；将金刚石与糊状镍铁钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，炉温1020℃过炉获得刀具成品。
实施例16
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65Mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用400gBNi7作为镍基钎焊材料，加入50g的1000目模具钢粉；称取50g的纯水和0.5g黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散；获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉和模具钢粉的混合粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，所述分散先采用5转/min的速率搅拌20min,再使用20转/min的速率搅拌50min，获得最终的糊状镍铁钎焊材料；将金刚石与糊状镍铁钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，炉温1020℃过炉获得刀具成品。
实施例17
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65Mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用300gBNi2作为镍基钎焊材料，加入150g的1000目模具钢粉；称取50g的纯水和0.5g黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散；获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉和模具钢粉的混合粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，所述分散先采用5转/min的速率搅拌20min,再使用20转/min的速率搅拌50min，获得最终的糊状镍铁钎焊材料；将金刚石与糊状镍铁钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，炉温1200℃过炉获得刀具成品。
实施例18
一种自锐利型秸秆粉碎刀具，使用65Mn钢作为基体材料加工成具有相对的两个侧面，侧面上设置有第一切削面、第二切削面及第一切削面和第二切削面相交形成的刃部的结构；采用200gBNi7和150gBNi2作为镍基钎焊材料，加入100g的1000目模具粉；称取50g的纯水和0.5g黄原胶；在加热搅拌条件下，将黄原胶加入纯水中分散；获得钎焊溶剂体系；将镍基钎焊材料粉和模具钢粉的混合粉，分三次加入溶剂体系中进行分散，所述分散先采用5转/min的速率搅拌20min,再使用20转/min的速率搅拌50min，获得最终的糊状镍铁钎焊材料；将金刚石与糊状镍铁钎焊材料按质量比为1：10的比例进行混合获得混合物；在基体的侧面上涂覆厚度为0.7mm的混合物，再将其放置于自动化网带炉的入口，氩气气氛下，炉温1150℃过炉获得刀具成品。
具体试验结果记录于表4中。
表4
Figure BDA0002410566260000141
实验数据显示，使用不锈钢粉和模具钢粉作为掺杂粉时，也可以获得寿命增强的金刚石工具。
本发明的各方面、实施例、特征及实例应视为在所有方面为说明性的且不打算限制本发明，本发明的范围仅由权利要求书界定。在不背离所主张的本发明的精神及范围的情况下，所属领域的技术人员将明了其它实施例、修改及使用。
在本发明案中标题及章节的使用不意味着限制本发明；每一章节可应用于本发明的任何方面、实施例或特征。
在本发明案通篇中，在将组合物描述为具有、包含或包括特定组份之处或者在将过程描述为具有、包含或包括特定过程步骤之处，预期本发明教示的组合物也基本上由所叙述组份组成或由所叙述组份组成，且本发明教示的过程也基本上由所叙述过程步骤组成或由所叙述过程步骤组组成。
除非另外具体陈述，否则术语“包含(include、includes、including)”、“具有(have、has或having)”的使用通常应理解为开放式的且不具限制性。
应理解，各步骤的次序或执行特定动作的次序并非十分重要，只要本发明教示保持可操作即可。此外，可同时进行两个或两个以上步骤或动作。
此外，本案发明人还参照前述实施例，以本说明书述及的其它原料、工艺操作、工艺条件进行了试验，并均获得了较为理想的结果。
尽管已参考说明性实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将理解，在不背离本发明的精神及范围的情况下可做出各种其它改变、省略及/或添加且可用实质等效物替代所述实施例的元件。另外，可在不背离本发明的范围的情况下做出许多修改以使特定情形或材料适应本发明的教示。因此，本文并不打算将本发明限制于用于执行本发明的所揭示特定实施例，而是打算使本发明将包含归属于所附权利要求书的范围内的所有实施例。此外，除非具体陈述，否则术语第一、第二等的任何使用不表示任何次序或重要性，而是使用术语第一、第二等来区分一个元素与另一元素。

Claims (10)

1.一种自动化钎焊用钎焊材料，其特征在于包括按照质量百分比计算的如下组分：50wt％-95wt％镍基钎焊材料、3.5wt％-40wt％掺杂材料、1wt％-20wt％溶剂和0.1wt％-1wt％添加剂。
2.根据权利要求1所述的自动化钎焊用钎焊材料，其特征在于：所述镍基钎焊材料的粒度为100-500目。
3.根据权利要求1或2所述的自动化钎焊用钎焊材料，其特征在于：所述镍基钎焊材料为标准镍基钎焊合金；优选的，所述标准镍基钎焊合金包括BNi2、BNi5、BNi7中的任意一种或两种以上的组合。
4.根据权利要求1所述的自动化钎焊用钎焊材料，其特征在于：所述掺杂材料的粒度为1000-2000目。
5.根据权利要求1或4所述的自动化钎焊用钎焊材料，其特征在于：所述掺杂材料包括羰基铁粉、模具钢粉、不锈钢粉中的任意一种或两种以上的组合。
6.根据权利要求1所述的自动化钎焊用钎焊材料，其特征在于：所述溶剂包括蒸馏水、纯水、去离子水中的任意一种；和/或，所述添加剂包括黄原胶。
7.一种自动化钎焊用钎焊材料的制备方法，其特征在于包括：
(1)按照权利要求1-6中任一项所述自动化钎焊用钎焊材料的组成配制原料；
(2)将镍基钎焊材料和掺杂材料均匀混合，形成混合物；
(3)在加热条件下，将添加剂加入溶剂中进行分散，获得溶剂体系；
(4)在搅拌条件下，将所述混合物，分批加入所述溶剂体系中，并分散均匀，获得镍铁钎焊材料，即自动化钎焊用钎焊材料。
8.根据权利要求7所述的自动化钎焊用钎焊材料的制备方法，其特征在于：在步骤(4)包括：以10-20转/秒的平均搅拌速率持续搅拌0.1-1.5h。
9.根据权利要求7所述的自动化钎焊用钎焊材料的制备方法，其特征在于：在步骤(4)包括：先以5-10转/秒的搅拌速率先搅拌0.1-0.5h，再以15-25转/秒的搅拌速率搅拌0.1-1h。
10.权利要求1-6任一项所述的自动化钎焊用钎焊材料在制备金刚石工具中的应用。
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