[发明专利]一种钎焊材料、聚晶金刚石复合制品及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于超硬材料加工技术领域，具体涉及一种钎焊材料，同时还涉及一种聚晶金刚石复合制品及其制备方法。

背景技术

聚晶金刚石复合片由切削层和硬质合金衬底层在高温高压下烧结而成，切削层由金刚石颗粒和粘结剂混合组成，具有金刚石的高硬度和耐磨性，硬质合金衬底层具有良好的强度和刚度，二者的结合使聚晶金刚石复合片兼具金刚石和硬质合金的特点，具有优异的切削性能，因此被广泛应用于机械加工、钻探开采等技术领域。

但是，由于高温高压烧结合成设备的工作空间有限，且合成成本较高，限制了聚晶金刚石复合片的尺寸和复杂程度，一般所得聚晶金刚石复合片结构简单、尺寸较小，尤其是聚晶金刚石复合片的硬质合金衬底层高度较小，不能适应各种各样的切削机械配合安装与复杂多变的工作环境。因此，一般情况下，需要将聚晶金刚石复合片固定在刀具、磨具、钻头的基体、基座刀杆支撑体上制成聚晶金刚石复合制品，以弥补聚晶金刚石复合片的硬质合金衬底层结构简单、尺寸较小，尤其是高度较小的问题，方便将聚晶金刚石复合片配合安装在切削机械上，以满足复杂多变的工作环境的需要。

目前，将聚晶金刚石复合片固定在刀具、磨具、钻头的基体、基座或支撑体上的方法主要为钎焊。钎焊是指采用比母材熔点低的金属材料作钎料，将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于母材熔点的温度，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙并与母材相互扩散，实现连接焊件的方法。钎焊操作简单，具有较好的连接强度，适合聚晶金刚石复合制品(如刀具、磨具或钻头)的精密制备。但是，现有的钎焊材料往往存在着各种问题，影响聚晶金刚石复合制品的焊接质量：有的熔化温度过高，焊接时会造成聚晶金刚石复合片的聚晶金刚石层的热损伤，影响焊接制品的使用性能；有的熔化温度过低，聚晶金刚石复合片与刀具、磨具、钻头的基体、基座或支撑体的连接强度得不到保证；有的焊接性能较差，不能保证焊接的牢固度，造成使用过程中聚晶金刚石复合片容易脱落，影响聚晶金刚石复合制品的使用寿命，尤其是当刀具、磨具、钻头的基体、基座或支撑体为硬质合金材料时，焊接强度低，不能满足使用的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种钎焊材料，解决现有钎焊材料焊接时，聚晶金刚石复合片与硬质合金基座的焊接强度较差，聚晶金刚石复合片在使用过程中容易脱落的问题。

本发明的第二个目的是提供一种聚晶金刚石复合制品。

本发明的第三个目的是提供一种聚晶金刚石复合制品的制备方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种钎焊材料，由以下质量百分比的组分组成：Cu55％～65％、Zn15％～25％、Mn2％～3％、Ni8％～10％、Sn2％～4％、催化剂元素5％～10％。

所述催化剂元素为Pd或Pt。

所述钎焊材料的熔点为900～930℃。

一种聚晶金刚石复合制品，包括聚晶金刚石复合片和硬质合金基座，所述聚晶金刚石复合片和硬质合金基座之间具有由钎焊材料形成的焊接层，所述钎焊材料由以下质量百分比的组分组成：Cu55％～65％、Zn15％～25％、Mn2％～3％、Ni8％～10％、Sn2％～4％、催化剂元素5％～10％。

所述聚晶金刚石复合制品，包括聚晶金刚石复合刀具、聚晶金刚石复合磨具、聚晶金刚石复合钻头等具体形式。

所述催化剂元素为Pd或Pt。

所述焊接层的厚度为0.02～0.1mm。

所述聚晶金刚石复合片包括聚晶金刚石层和硬质合金衬底层，所述硬质合金衬底层与所述硬质合金基座的材质相同。

所述聚晶金刚石复合片的硬质合金衬底层的材质为硬质合金YG6(含WC约94％，Co约6％)，YG8(含WC约92％，Co约8％)，YG13(含WC约87％，Co约13％)或YG15(含WC约85％，Co约15％)。

所述硬质合金基座的材质为硬质合金YG6(含WC约94％，Co约6％)，YG8(含WC约92％，Co约8％)，YG13(含WC约87％，Co约13％)或YG15(含WC约85％，Co约15％)。

一种上述的聚晶金刚石复合制品的制备方法，包括下列步骤：

1)将聚晶金刚石复合片、片状钎焊材料、硬质合金基座置于丙酮溶液中浸泡清洗；

2)将清洗后的聚晶金刚石复合片、片状钎焊材料和硬质合金基座组装后置于真空焊接炉内进行真空焊接，焊接温度为900～930℃，保温2～10min后，即得。

所述聚晶金刚石复合片的硬质合金衬底层的焊接面与硬质合金基座的焊接面在清洗之前进行平磨，至焊接面的平面度为0.005～0.02mm。