专利名称：一种金刚石硬质合金钎焊用钎剂及制备方法
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；O. 5-10% 的 CoTO4、l-15% 的 CoCl2 中的一种或两种；O. 5-9%的Mo的氧化物、O. 5_5%的Ni的氧化物、O. 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；CoW04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；CoW04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°C -700°C温度下硬质合金和金刚石的钎焊，又适合700°C -1100°C下硬质合金和金刚石的真空钎焊。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明做具体的说明。实施例I :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H3BO3,12g 的 Na2B4O7, Ig 的 CoCl2, 5g 的 KBF4,12g 的 NaF，9g 的 Mo 氧化物，O. 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H3B03、Na2B4O7, CoCl2, KBF4,NaF、Mo氧化物及W的氧化物分别放入干燥箱中，200°C温度下干燥O. 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IOOml蒸馏水与之混合，得钎剂。将上述钎剂用于含钥的C-6A硬质合金与CVD金刚石真空钎焊，真空度为IX 10—1 lX10_3Pa，钎料选BNi_2镍基焊料，钎焊温度1100°C，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3(^的驶03，33g 的 Na2B4O7, IOg 的 CoffO4, 3g 的 CoCl2,9g 的 KBF4, 2g 的 KF, 2g 的 Mo 氧化物，Ig 的 Ni 氧化物，IOg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, CoffO4, 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°C温度下干燥O. 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IOOml蒸馏水与之混合，得钎剂。将上述钎剂用于YG15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°C，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 CoffO4,14. 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, CoffO4, KBF4, Mo氧化物，Ni氧化物及W的氧化物分别放入干燥箱中200°C温度下干燥O. 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IOOml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I X 10—1 I X 10 ,钎料选Cu-Sn-Ti铜基焊料，钎焊温度950°C，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568的!13803，20g 的 Na2B4O7,0. 5g 的 CoffO4,15g 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, CoffO4, CoCl2,LiF, Ni氧化物及W的氧化物分别放入干燥箱中200°C温度下干燥O. 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IOOml蒸馏水与之混合，得钎剂。将上述钎剂用于YG20含钥合金钢和CVD金刚石在大气下钎焊，钎料选银焊片料，钎焊温度650°C，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YG15钨合金，焊料选用Ag28CuO. 5Ti焊料，对YG15和CVD金刚石进行真空钎焊，真空度为I X KT1 I X 10 ,钎焊温度900°C，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I所示 表I钎剂的性能
^焊缝外观铺展面积(mn2)焊缝剪切强度(MPa)
对比例WB44 8195. I
实施例 IW62 9210.8
实施例 2UB76Τ 239. 5
实施例3丽52. 52199. 7
实施例 4W65 3223. 权利要求
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CoTO4、l-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WH3BO3。
2.根据权利要求I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.—种权利要求I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。
全文摘要
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。
文档编号B23K1/00GK102814601SQ201210011449
公开日2012年12月12日 申请日期2012年1月15日 优先权日2012年1月15日
发明者李红波, 闫焉服, 惠新庆 申请人:洛阳美克金刚石有限公司