钎缝金属涂层制品及其制造工艺的制作方法

专利名称：钎缝金属涂层制品及其制造工艺的制作方法
技术领域：
在这里描述的实施例主要涉及涂层制品例如超硬磨料制品和用于钎缝金属 (braze-metal)涂覆包含碳化物的制品例如超硬磨料制品的碳化物基底的工艺。实施例还 涉及用于利用钎缝金属使用冷喷涂或者动力金属喷镀(kinetic metallization)来涂覆包 含碳化物的切割元件或者其它刀具的方法。
背景技术：
制造金属切割和成形刀具例如超硬磨料刀具通常要求多晶金刚石(PCD)或者多 晶立方氮化硼(PCBN)材料或者坯体利用放电加工(EDM)而被切割成小精度成形片并且被 钎焊到刀架上。很多PCD和PCBN材料供应有位于PCD或者PCBN材料的一个表面或者一侧 上的扩散结合碳化物基底层。通常使用EDM或者另一工艺将碳化物和P⑶或者PCBN坯体 切割成刀尖。钎焊填料金属被施加到每一个刀尖的碳化物表面，并且然后执行高温钎焊以 将刀尖附接到刀具例如钻、锯或者其它装置。期望将钎缝金属层结合或者附接到超硬磨料 坯体的碳化物侧，从而刀具制造者不必以定制方式切割并且在将刀尖钎焊到它们的刀具之 前暂时地固定(胶接、夹持、以人工方式握持)钎缝金属薄片。当刀具制造者必须生产数百 个相同刀具或者小数目的、被不同地成形的刀尖时，这是特别方便的。为了将钎缝金属层施加到P⑶或者PCBN刀尖，使用者必须切割钎缝金属薄片并且 使用粘结剂将钎缝金属薄片附接到每一个PCD或者PCBN刀尖的碳化物侧。可替代地，使用 者可以以其它方式将切割薄片固定到每一个PCD或者PCBN刀尖的碳化物表面。这个工艺 是复杂的、劳动密集型的并且要求大量时间，由此增加了刀具制造成本。在熔化之前，在已 被夹持的刀具/刀尖/钎缝金属系统的加热期间，这种暂时附接可能失效，从而使得刀尖在 刀具上错位或者从刀具脱落。将钎缝金属施加到碳化物涂覆的P⑶和PCBN并不存在。碳化物通常含有少于百 分之30的金属，所以难以在钎缝金属和PCD或者PCBN制品的碳化物侧之间形成能够经受 EDM切割和常规处理的结合部。简单的冷粘结剂或者焊剂是没有作用的，因为它们在EDM期 间退化或者熔化。存在高质量扩散结合金属薄膜。然而，这些产品是极其昂贵的，因为要求高压和高 温(HPHT)来形成扩散结合金属薄膜。这能够将不规则性例如裂纹和碎屑引入材料或者制 品的P⑶或者PCBN部分中。扩散结合金属薄膜能够被置于小的(<5mm)切割刀尖上而无需高压。然而，这是不方便的、不灵活的、劳动密集型的和缓慢的，因为首先必须将刀尖切割 成具体形状，钎焊薄片或者膏剂必须被各自地施加到每一个小刀尖，并且然后每一个刀尖 应该被各自地加热或者被在各个容器中加热。当前，通过炉内钎焊，附着性的钎缝金属被施加到小于大约5mm厚的PCBN刀尖 (例如见美国专利公报No. 2004/0155096A1)。这个工艺包括利用由金属粉末和树脂制成 的钎缝金属膏剂涂覆预EDM切割PCBN刀尖，将涂覆的刀尖置于石墨托盘中的各个石墨空腔 中的步骤，和在熔炉中烧灼托盘的步骤。然而，由于热应力，PCD或者PCBN和碳化物分层， 以及在碳化物、超硬磨料材料或这两者中形成裂纹，这个工艺不能被用于涂覆大于5mm厚 的P⑶或者PCBN部分。将可焊接金属层施加到超硬磨料刀片的以前的尝试包括在国际专利申请No. PCT/ US2006/031333中描述的那些。然而，在这些文献中描述的方法要求使用已被加热的气体， 并且受限于能够承受高热的金属层。热工艺产生不理想的成品刀具质量。已经尝试了涂覆 P⑶和PCBN材料的其它热方法并且包括电火花涂覆(例如见美国专利No. 5，102,031)和高 速氧燃料(HVOF)喷射涂覆(例如见美国专利公报NO.2001/0001042A1)。然而，利用这种 方法产生的钎焊层不是高质量的，因为将大块熔融金属施加到PCD或者PCBN的碳化物侧引 起超硬磨料材料过热，由此降低了它的总体硬度。而且，大块熔融涂层趋向于在冷却期间引 起钎缝金属层破裂或者收缩从而引起分层。利用熔融金属流体的涂覆是困难的，因为利用 大多数流体金属来润湿碳化物是不利的，引起流体薄膜聚结，从而减小了涂覆覆盖范围和/ 或厚度规则性。据此，需要一种用于将钎缝金属施加到超硬磨料尖端的碳化物基底的工艺，该工 艺要避免热破裂，同时在超硬磨料物体的碳化物侧上产生韧性的、附着性的、均勻的钎缝金
属薄膜。

发明内容
在这里提供的实施例总体上涉及用于碳化物的钎缝金属涂层、用于碳化物涂覆 PCD和PCBN材料的钎缝金属涂层以及用于将钎缝金属涂层施加到碳化物或者碳化物涂覆 的PCD和PCBN材料的方法。在各种实施例中，通过冷金属喷镀工艺例如、但是不限于动力 金属喷镀、冷喷涂金属喷镀、电磁粒子加速、改进的高速空气燃料喷涂或者高速冲击熔合， 钎缝金属可以被沉积到碳化物制品的表面或者PCD或者PCBN制品的碳化物基底上。在一个实施例中，超硬磨料制品包括超硬磨料层和被附接到超硬磨料层的碳化物 基底。可选地，可以单独地使用在本公开内容中描述的工艺处理碳化物基底。碳化物基底 按照体积百分比具有小于30%金属的金属含量。钎缝金属涂层被附接到碳化物基底的表 面。该涂层主要是由具有小于1200°C的熔点的金属例如铜、银、锌、锡、铋、铅等或上述的任 何组合或者合金制成的。该涂层可以是由金属颗粒制成的，每一个颗粒具有小于0. Imm的 尺寸。可选地，该涂层可以包括小量(例如小于百分之5或者小于百分之4)的、具有更高 熔点的金属颗粒，例如钛。可选地，该制品还可以在钎缝金属涂层之上包括熔剂层例如硼砂 粉末熔剂层。在另一实施例中，一种用于将钎缝金属涂层施加到包含碳化物的制品的方法包括 利用动力金属喷镀将具有小于1200°C的熔点的金属的颗粒沉积到碳化物的表面上。该方法还可以包括在沉积之前织构化碳化物并且预加热金属颗粒。所述沉积可以包括将金属颗粒和气体进给到喷嘴中并且通过喷嘴而将金属颗粒和气体引导到基底上。可选地，所述引导步骤可以包括在颗粒的体积输送小于50克每分钟 下、以在500km/秒和2km/秒之间的速率将颗粒和气体喷射到基底上。在另一实施例中，一种用于制备超硬磨料坯体的工艺包括将超硬磨料层施加到碳 化物基底，该碳化物基底按照体积百分比包括在大约2%和大约30%之间的金属；利用冷 金属喷镀工艺将钎缝金属涂层沉积到碳化物基底上；并且在沉积之后，从涂覆、钎焊的制品 切割出坯体。冷金属喷镀工艺可以包括例如动力金属喷镀、冷喷涂金属喷镀、电磁粒子加 速、改进的高速空气燃料喷射或者高速冲击熔合。所述沉积步骤可以包括将细分(5μπι到 100 μ m)的铜或者其它金属粉末和空气或者另一气体进给到喷嘴中，并且通过喷嘴将金属 粉末和气体引导到基底上。可选地，所述引导步骤可以包括在颗粒的体积输送小于50克每 分钟下、以在500km/秒和2km/秒之间的速率将粉末和气体喷射到基底上。


图1示意在产生钎缝金属涂覆刀具的工艺中的示例性步骤；图2示意当接收钎缝金属涂层时的示例性超硬磨料刀具；图3示意根据本发明被施加到P⑶坯体的涂层；并且图4示意根据本发明施加的示例性涂层不存在裂纹或者分层。
具体实施例方式在描述本实施例之前，应该理解本发明不限于所述的具体系统、方法或者方案，因 为它们可以改变。而且，这里使用的术语是为了描述具体实施例而非旨在限制本公开的范 围，本公开的范围将仅由所附权利要求限制。如在本说明中和在所附权利要求中使用地，单数形式“一个(a) ”、“一个(an) ”和 “该(the)”包括复数形式的引用，除非上下文清楚地另行指定。除非另行限定，这里使用的所有的技术和科学术语均具有与本领域普通技术人员 通常所理解的相同的含义。如在这里所使用地，术语“包括”意味着“具有，但是不限于”。如在文献中使用地，术语“钎缝金属”意味着在超硬磨料刀片或者坯体的碳化物 基底和保持刀片或者坯体的刀具之间用作粘结薄膜或者层的任何材料、薄膜或者层。所述 结合本质上主要是粘结性的结合，由通常被称作“钎焊”的工艺形成，所述钎焊通常包括将 钎缝金属加热成熔体，允许熔体经由毛细力或者压力散开，然后使熔体凝固，以形成粘结刀 具和刀尖的粘结剂薄膜。该粘结剂薄膜或者层通常是带有400°C到1200°C的熔点的、具有 0. 0001英寸到0. 010英寸或者更大、或者0. 05mm到大约1. 2mm的厚度的金属或者金属合 金。钎缝金属层可以或者可以不与超硬磨料刀尖、基底或者制品起反应，并且它通常是耐氧 化的。如在文献中使用地，术语“冷金属喷镀”指的是可以用来将金属沉积到基底上而 不用显著地加热金属或者基底的任何工艺。“不用显著地加热”意味着金属并不熔化，并且 可选地对于任何非瞬时时期而言碳化物的最大温度总是小于300°C。冷金属喷镀工艺的实 例包括并且不限于动力金属喷镀、冷喷涂金属喷镀、电磁粒子加速、改进的高速空气燃料喷射、高速冲击熔合等或者类似的工艺，其中通过在高速下喷射颗粒而将非熔化金属颗粒沉 积到碳化物基底的表面上。可以在它们的熔点下预加热颗粒，例如达500°C或者更高。在一些实施例中，一种用于将钎缝金属涂层沉积到碳化物制品例如碳化钨刀具、或者PCD或者PCBN切割元件的碳化物基底上的工艺包括使用冷金属喷镀例如动力金属喷 镀、冷喷涂金属喷镀、电磁粒子加速、改进的高速空气燃料喷射、高速冲击熔合等将钎缝金 属沉积到基底上。例如，参考图1，一种方法可以包括使用例如本领域技术人员已知的扩散 粘结或者高压高温处理方法将超硬磨料材料PCD或者PCBN施加到碳化物基底的一侧的步 骤(步骤10)。该方法然后包括利用冷金属喷镀将钎缝金属涂层沉积(步骤16)到碳化物 表面上(步骤16)。可替代地，该方法可以包括通过冷喷射将金属陶瓷层直接地沉积到超硬 磨料层上。在一些实施例中，可以使用类似的冷金属喷镀工艺将熔剂层(步骤18)喷射到钎 缝金属层上。该熔剂层可以包括例如硼砂粉末的材料。在一些实施例中，这种方法可以进一步包括在使用例如放电加工(EDM)钎缝金属 涂覆碳化物之后切割物体的步骤(步骤20)。在特定实施例中，钎缝金属涂覆碳化物和PCD 或者PCBN材料可以被切割成坯体、刀具、刀尖切割元件或者其它这种制品(步骤20)。在其 它实施例中，该工艺可以包括通过例如研磨在施加钎缝金属层之前抛光碳化物基底的表面 的至少一部分以使基底粗糙化(或者可替代地使基底光滑)的步骤(步骤12)。动力金属喷镀工艺通常包括以通常大于500m/秒的高速率将非熔化、细分的低熔 点金属粉末或者细分的低熔点金属粉末混合物喷射到表面上。在这种方法的各种实施例 中，细分的低熔点金属粉末或者细分的低熔点金属粉末、陶瓷或者树脂粉末的混合物被与 气体或者气体混合物例如空气、氮气、氦气或者氢气混合，并且被以高速率(即，从500m/秒 至2km/秒)喷射并且当颗粒撞击基底表面时使其减速。基底可以被保持于从-40°C至颗粒 熔点的2/3的任何温度下，但是保持通常在20-30°C下。基底可以被冷却、加热或者允许其 保持在环境温度下。金属粉末主要是由低熔点金属(即，具有小于1200°C的熔点的金属)制成的。在 一些实施例中，金属粉末可以包括但是不限于铜、银、锌、锡、铝、铋、铅等或上述的任何组合 或者合金。可选地，金属粉末可以包括少量(例如小于百分之5或者更少百分比)的、更高 熔点的金属例如钛。在大多数应用中，在上面沉积了金属颗粒的碳化物基底是主要由陶瓷材料制成的 碳化物基底。例如，基底可以包括包含大致百分之12金属的碳化钨。在施加钎缝金属层的工艺期间，金属颗粒可以与基底的表面碰撞。可以或者在施 加之前或者经由来自喷涂工艺或者其它工艺的摩擦(内部和外部)将颗粒加热(步骤14) 至但是不高于颗粒的熔点。在一些实施例中，金属颗粒可以根本不被加热，并且可以相反地 仅仅因为碰撞作用力而结合到基底。颗粒被与气体混合并且当施加时经历粘性流动和散开 并且然后快速地淬火并且固化，以当摩擦热量被耗散到超硬磨料制品中时在基底之上形成 固体薄膜。可选地，气体可以只是可用的周边空气，在环境温度或者室温下被输送而不用被 另外地加热或者冷却至超过可能已经从普通建筑物气候控制系统发生的温度。输送压力 可以是例如40psi和500psi。虽然输送速率可以是较高的(例如500m/秒到1500m/秒或 者500m/秒到2000m/秒)，但是颗粒的体积输送速度可以是非常低的(通常小于50克每分钟)。因此，在小于2mm2的接触区域上的摩擦和热通量可以小于大约150瓦特(即，小于 75W/mm2，假定喷涂横向速率为零)。颗粒的热量被超硬磨料/碳化物制品快速地耗散，从而 制品绝不会过热至300°C以上。在施加之前，非熔化颗粒可以被摩擦加热并且受力，以引起大应变塑性流动。正是 该大应变塑性流动产生颗粒到基底表面和在颗粒之间的粘附。如果颗粒抵抗塑性流动，则 它们将不会附着并且涂层将不会形成。塑性流动通常要求在充分持续时间内，在涂覆期间 在表面上获得大约熔点的2/3的温度，以允许变形发生。如果颗粒太硬，则它们将磨损所形 成的涂层，从而降低工艺效率。如果在喷射它们之前预张紧、合金化、冷加工、退火或者预加热颗粒以降低它们的 硬度和对于在冷喷涂工艺中发生的高应变和高应变率(小于2km/秒)塑性变形的耐受性， 则这是有帮助的。可以使用在这里描述的方法涂覆在本技术领域中现在或者此后已知的任何碳化 物材料。在一些实施例中，超硬磨料刀具的碳化物基底可以包含陶瓷材料和金属基体材料， 其中金属基体材料按照体积构成全部碳化物组分的小于大约百分之30(体积百分比％ )。 在其它实施例中，金属基体材料可以构成小于以下任何百分比的碳化物按照体积百分比 大约25%、按照体积百分比20%、按照体积百分比15%、按照体积百分比10%、按照体积 百分比9%、按照体积百分比8%、按照体积百分比7%、按照体积百分比6%或者按照体积 百分比5%的碳化物。在另外的实施例中，金属基体材料可以构成从按照体积百分比大约 30%到大约2%、按照体积百分比大约25%到大约2%、按照体积百分比大约15%到大约 2%、按照体积百分比大约10%到大约2%或者按照体积百分比大约5%到大约2%的碳化 物。碳化物材料的陶瓷部分可以是、并且不限于碳化钼、碳化铬、碳化钨、碳化铁等。例 如，在一个实施例中，使用具有按照体积百分比大约2%到大约5%金属的碳化钨。金属基 体可以用作另外的结合或者粘合材料。例如，碳化物材料的颗粒可以与铁族金属例如铁、 镍、铬、钼或者钴的金属基体粘合。例如，在一个实施例中，碳化钨可以结合作为粘合金属基 体材料的钴。如果在涂覆之前表面被织构化以增加它的表面面积，则这是有帮助的。这给出在 冷却之前用于变形、摩擦加热颗粒附着的更大的表面面积。这里施加的钎焊材料可以具有细分的低熔点材料。如在这里所使用地，“细分”意 味着具有小于0. 1mm、可选地小于0. 08mm或者可选地在0. 06mm和0. 04mm之间的颗粒尺寸 的材料。可选地，颗粒可以在5 μ m和100 μ m之间改变。“低熔点”意味着具有小于1200°C、 可选地小于1000°C的熔点。材料还可以包括通常与金属陶瓷例如碳化钨/钴或者钎焊熔剂 材料例如硼砂粉末相关联的陶瓷和/或含树脂的成分。因此，不象现有技术涂覆方法，颗粒 既不被熔化也不显著地团聚，从而在基底上允许改进的粘附力和更小的应力。钎焊薄膜或者层可以包括单层钎缝金属，或者具有任何堆叠布置的多层。那些层 可以包括以任何样式的带有金属层或者陶瓷/金属层的树脂/陶瓷材料层。参考图2，超硬磨料刀具50包括超硬磨料层52和碳化物基底54。基底的部分或 者全部外表面56可以接收金属粉末颗粒60的涂层。颗粒具有细分的尺寸，并且主要包括 低熔点金属例如铜、银、锌、锡、铝、铋、铅等或者前面金属的任何组合或者前面任何金属的合金。在一些实施例中，钎缝金属层主要由低熔点金属构成，并且它不以任何显著量包括任 何更高熔点(超过1200°C )的金属。在这里描述的实例和方法还可以应用于硬质合金制品。硬质合金包含难熔金属碳 化物例如钨、钛或者钒的碳化物和金属粘结相。在这里描述的方法并不要求向将向其沉积钎缝金属颗粒的碳化物基底的表面施 加固定剂例如粘结剂，它也不要求存在扩散结合金属。因此，在各种实施例中，该方法可以 仅仅包括将钎缝金属沉积到超硬磨料切割元件的碳化物表面上。在各种其它实施例中，该 方法可以进一步包括在将钎缝金属沉积到碳化物之前光滑化或者粗糙化或者织构化碳化 物表面而不将任何其它材料添加到碳化物表面的步骤。在一个实施例中，通过研磨使碳化 物的表面光滑。在另一实施例中，经由喷砂来织构化该表面。
在上述实施例的工艺中使用动力金属喷镀可以允许将钎缝金属涂层施加到超硬 磨料制品的碳化物表面而不使用粘结剂，不用过度加热PCD或者PCBN层并且不会降低碳化 物涂层或者PCD或PCBN层的完整性。在一些实施例中，形成钎缝金属涂层要求的热量可以 不在碳化物涂覆P⑶或者PCBN材料的P⑶或者PCBN层中积聚并且可以相反地通过金属薄 膜和/或碳化物涂层而被耗散。因此，一些实施例的方法可以避免PCD或者PCBN层、碳化 物层和/或钎缝金属薄膜的整体加热和/或收缩同时实现足以使得金属朝着碳化物层的表 面熔合、流动和结晶的局部温度。可以修改动力金属喷镀工艺以实现均勻的钎缝金属涂层。例如，使用惰性气体推 进剂可以防止氧化，氧化会增加熔化粘度并且降低钎缝金属的表面流动和粘附力。因为冷 喷涂工艺使用大量气体，所以空气是优选的。也可以使用低原子量的，例如H2或者氦，从而 有限气体压力产生更大的加速度和更高的粒子速率。另外地，可以关于形状和尺寸调节固 体颗粒以提高它们在气流中的加速度。另外地，可以与气体/固体混合物比率、气体推进剂 的压力和/或金属粉末的粒子尺寸有关的、金属粉末颗粒速率和减速可变性可以影响金属 涂覆。而且，如果摩擦热量太低从而减速颗粒的瞬时最大表面温度小于熔点的大约2/3，则 金属颗粒会不流动和/或良好地附着到碳化物表面，并且如果摩擦热量太高，则金属颗粒 可能并不良好地附着，因为它们可能在表面上弹回、飞溅或者蒸发或者聚结。过度热量还可 以损坏碳化物或者材料的P⑶或者PCBN层。因此，可能期望据此调节动力喷涂，以提供钎 缝金属的良好粘附而不产生与颗粒过加热或者欠加热相关联的负面效果。这通常是通过控 制气体压力和会聚/发散喷嘴几何形状以及喷嘴到表面的距离而实现的。实例 1使用动力金属喷镀利用铜粉末涂覆PCBN坯体。动力金属喷镀在以下条件下进 行以20g/分钟将16 μ m的铜粉末进给到具有2mm的喷嘴喉部直径的喷嘴中，并且粉末 在350psi的压力下被与500°C的预加热队气体混合。所产生的喷涂物具有大于610m/ 秒的颗粒速率。喷涂物被以50mm/秒的横向速度，2mm的台阶(step)和8mm的超越范围 (overspray)横跨PCBN坯体(碳化物侧向上)引导，以覆盖PCBN坯体。涂覆工艺的效率为 大约20%。(换言之，大约80%的金属并不熔合或者附着并且被回收)。所产生的铜薄膜具 有从0. Imm到0. 15mm的均勻厚度，且横跨58mm外径的坯体具有在视觉上均勻的粗糙度和 颜色，如在图4(涂层的研磨区段、侧视图)和图3(顶视图，示出铜和绿色氧化铜涂层)中 所示意地。如在图3和4中看到地，涂层是无分层和裂纹的。在粘性带被压到钎焊金属表面上并且然后被移除之后，全部涂层良好地附着到碳化物并且能够保持附接到碳化物。进 而，当使用EDM切割冷喷涂铜涂覆PCBN坯体时，在EDM期间该涂层并不分层或者破裂，如在 图3所示EDM切割边缘中示出地。实例2在P⑶坯体的研磨处和喷砂(90粒度SiC)碳化物表面处，在空气中以900m/秒喷 射具有670°C的熔点和63 μ m的颗粒尺寸的CuZnSn (33 33 33)预合金粉末。合金涂层 良好地附着并且形成0. 08mm的涂层厚度。CuZnSn涂层经受了 EDM切割，而不存在剥落或者 分层，如在图4中所示。然而，涂层在激光切割中显示出剥落。使用传统熔剂和方法，在标 准感应钎焊中，测试在EDM切割部分上的涂层。它产生了具有合理的结合强度的结合部。实例3在超硬磨料坯体的围住的P⑶表面处，直接地在空气中以900m/秒喷射以上实例 2的金属粉末。金属在P⑶上良好地附着并且形成0. Imm的厚度。实例4在空气中以900m/秒将以上实例2的金属粉末冷喷射到HTM级超硬磨料坯体的表 面上。涂层良好地附着并且形成Imm的厚度。涂层的截面没有揭示出任何剥落。将会理解，几个以上公开的和其它的特征和功能或者其可替代形式可以被理想地 组合于很多其它不同的系统或者应用中。本领域技术人员可以随后在其中实现也旨在由 以下权利要求涵盖的、各种目前无法预料的或者无法预期的可替代形式、修改、变化或者改 进。
权利要求
一种超硬磨料物品，包括超硬磨料层；碳化物基底，其附接到所述超硬磨料层，所述碳化物基底具有按照体积百分比小于大约30％的金属含量；和钎缝金属涂层，其附接到所述碳化物基底的表面，所述涂层主要包括低熔点金属。
2.根据权利要求1所述的物品，其中所述涂层包括低熔点金属颗粒，每个颗粒具有小 于0.1mm的尺寸。
3.根据权利要求2所述的物品，其中所述金属具有小于1200°C的熔点。
4.根据权利要求2所述的物品，其中所述金属包括银、锡、铋、铅或银、锡、铋或铅的合金。
5.根据权利要求2所述的物品，其中所述金属包括铜或铜的合金。
6.根据权利要求1所述的物品，还包括钎缝金属涂层上的熔剂层，所述熔剂层包括硼 砂粉末。
7.一种用于将钎缝金属涂层施加到碳化钨表面的方法，基底按照体积百分比具有小于 大约30%的金属含量，所述方法包括以下步骤通过动力金属喷镀将具有小于1200°C的熔 点的金属颗粒沉积到碳化钨表面上。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括，在沉积之前织构化碳化钨表面；并且将 所述金属颗粒预加热至达500°C的温度。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述沉积步骤包括以下步骤将所述金属颗粒和 气体进给到喷嘴中；和通过所述喷嘴将所述金属颗粒和气体引导到所述基底上。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述引导步骤包括在所述颗粒的体积输送小于 50克每分钟下、以在500km/秒和2km/秒之间的速率将所述颗粒和气体喷射到所述基底上。
11.一种用于制备超硬磨料坯体的工艺，包括以下步骤将超硬磨料层施加到碳化物 基底，所述碳化物基底包括按照体积百分比在大约2%和大约30%之间的金属；利用冷金 属喷镀工艺将钎缝金属涂层沉积到所述碳化物基底上；和，在沉积之后，从已经涂覆的钎焊 的制品切割出坯体。
12.根据权利要求11所述的工艺，其中所述冷金属喷镀工艺包括动力金属喷镀、冷喷 涂金属喷镀、电磁粒子加速、改进的高速空气燃料喷射或者高速冲击熔合。
13.根据权利要求11所述的工艺，其中所述沉积步骤包括以下步骤将金属粉末和气 体进给到喷嘴中；和通过所述喷嘴将所述金属粉末和气体引导到所述基底上。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述引导步骤包括在颗粒的体积输送小于50克 每分钟下、以在500km/秒和2km/秒之间的速率将所述粉末和气体喷射到所述基底上。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述金属粉末包括细分的铜颗粒。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述金属粉末具有在5μ m和100 μ m之间的平 均颗粒尺寸。
17.根据权利要求13所述的方法，其中所述气体包括室温空气。
18.根据权利要求11所述的方法，进一步包括通过将所述气体预加热至在23°C和 500°C之间的温度来准备所述气体。
19.根据权利要求11所述的方法，进一步包括通过将所述粉末预加热至高于环境温度并且低于120(TC的水平来准备所述粉末。
20.根据权利要求11所述的方法，其中所述引导步骤包括在40psi和500psi之间的压 力和在500m/秒和1500m/秒之间的颗粒速率下引导所述气体和粉末通过所述喷嘴。
全文摘要
在一个实施例中，一种含有碳化物的物品包括具有附接的超硬磨料层(52)的碳化物本体(54)。钎缝金属涂层(56)被附接到碳化物基底(54)的表面。所述涂层(56)主要由具有小于1200℃的熔点的金属颗粒制成，且颗粒具有小于0.1mm的尺寸。在另一实施例中，一种用于将钎缝金属涂层(56)施加到超硬磨料(52)的碳化物本体(54)或者其它物品的工艺包括通过在颗粒的体积输送小于50克每分钟下、以在500km/秒和2km/秒之间的速率将颗粒和气体喷射到本体上而将低熔点金属的细分颗粒沉积到碳化物本体上。
文档编号C04B37/00GK101821047SQ200880110384
公开日2010年9月1日 申请日期2008年10月6日 优先权日2007年10月5日
发明者史蒂文·W·韦伯, 戈拉夫·阿加尔瓦尔 申请人:戴蒙得创新股份有限公司