[发明专利]制备钎焊金刚石工具的方法

说明书

本发明提供一种制备钎焊金刚石工具的方法，其步骤包括：分别采用碱洗溶液和酸洗溶液对硬质合金基体进行清洗，得到洁净硬质合金基体；将所述洁净硬质合金基体置于镀膜机中进行沉积Cu‑Sn‑Ni三元涂层，得到沉淀基体；将金刚石复合微粉采用超音速火焰喷涂法喷涂在所述沉淀基体表面，制得喷涂基体，其中，所述金刚石复合微粉是在金刚石微粉表面包覆金属镍制得的，所述金属镍的质量占所述金刚石微粉质量的30%～70%；采用真空钎焊将金刚石片钎焊在所述喷涂基体上，得到钎焊金刚石工具。该方法能显著改善了钎焊层与基体之间的结合性能，提高了工具的使用寿命。

技术领域

本发明涉及涂层技术领域，具体的说，涉及了一种制备钎焊金刚石工具的方法。

背景技术

钎焊是指利用比母材熔点低的钎料，控制钎焊温度高于钎料熔点而低于母材熔点从而实现焊接的技术，钎焊时，钎料为液态而母材保持固态状态，融化的钎料在连接件的间隙或表面上流动、铺展、填充实现与母材的连接。传统的金刚石固结磨料工具，对磨料缺乏应有的结合把持强度，把持力的低下造成磨料的大量脱落，使得金刚石固结磨料工具难以充分发挥金刚石磨料本身的加工优势。虽然凭借金刚石磨料自身的硬度和耐磨性能够用来加工陶瓷、光学玻璃、半导体等高硬脆性材料。单对石材加工、公路养护等高效重负荷加工中不能满足要求，钎焊金刚石工具凭借基体、金刚石和钎料界面上发生的熔解、浸润、扩散和化合作用改善了三者之间的结合强度。但是钎焊金刚石工具在制备过程中，层间结合力、热膨胀系数等因素导致工具的寿命降低和金刚石脱落。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种层间结合力强、内应力低、耐磨耐腐蚀性能好的制备钎焊金刚石工具的方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种制备钎焊金刚石工具的方法，其步骤包括：

基体清洗分别采用碱洗溶液和酸洗溶液对硬质合金基体进行清洗，得到洁净硬质合金基体；

制备三元涂层将所述洁净硬质合金基体置于镀膜机中进行沉积Cu-Sn-Ni三元涂层，得到沉淀基体；

制备过渡层将金刚石复合微粉采用超音速火焰喷涂法喷涂在所述沉淀基体表面，制得喷涂基体，其中，所述金刚石复合微粉是在金刚石微粉表面包覆金属镍制得的，所述金属镍的质量占所述金刚石微粉质量的30％～70％；

钎焊金刚石层采用真空钎焊将金刚石片钎焊在所述喷涂基体上，得到钎焊金刚石工具。

基于上述，所述超音速火焰喷涂法的工艺参数为：燃料压力为0.75MPa～1.4MPa、燃料流量为7L/h～15L/h、氧气压力为0.75MPa～1.90MPa、氧气流量为12L/h～18L/h、送粉流量为6kg/h～10kg/h、送粉气体为氮气、喷涂距离为280mm～350mm。

基于上述，所述金刚石复合微粉的粒径为10微米～45微米。

基于上述，所述基体清洗的步骤包括：

第一次酸洗：将基体含钴量为6％～10％的所述硬质合金放置于所述酸性溶液中刻蚀，使得硬质合金基体表面含钴量为1.0％～4.0％；

碱洗：将经过第一次酸洗处理后的所述硬质合金基体放置于所述碱性溶液中刻蚀，去除表面的碳化物层，使表面含钴量为10％～35％；

第二次酸洗：将经过碱洗后的所述硬质合金基体再次放置于所述酸性溶液中刻蚀，使得硬质合金基体表面含钴量为1.0％～3.5％。