[发明专利]镍芯药皮钎涂材料及其制备方法、钎涂方法

说明书

本发明提供了一种镍芯药皮钎涂材料及其制备方法、钎涂方法，涉及钎涂材料技术领域。该镍芯药皮钎涂材料不需要粘结剂且附着能力强，由内至外依次为镍内芯、药皮层、硬化层和保护层。镍内芯为表面经过毛化处理的金属镍。药皮层为第一钎剂层，包含硬质颗粒、第一钎剂和钎料金属粉；硬化层含有第二钎剂，硬化层外包覆有主要由硅酸盐组成的保护层。该镍芯药皮钎涂材料在运输、存储过程中不易吸潮和氧化，还具有药皮损失小、存储方便和焊接性能稳定的优点。

技术领域

本发明涉及钎涂材料技术领域，尤其是涉及一种镍芯药皮钎涂材料及其制备方法、钎涂方法。

背景技术

高性能的PDC钻头、工具、模具、耐磨零部件均要求具有高的耐磨性和耐腐蚀性，如果零件由整体的耐磨合金或耐腐蚀材料制造，不但成本较高，而且在整体力学性能方面往往不能满足要求，合理的解决方法是用表面技术在零件表面施加一层耐磨或耐蚀的金属或合金，就耐磨层而言，常用的方法有物理气相沉积法(PVD)、化学气相沉积法(CVD)、热喷涂法、堆焊法及钎涂法，物理气相沉积法和化学气相沉积法只能取得很薄的涂层，且价格较高，使用局限性较大；热喷涂层是一种机械咬合的涂层，涂层与基体的结合力差，表面堆焊的加热温度较高，容易产生热应力和变形，表面成形性差，钎涂法是钎涂层与母材系冶金结合，结合强度比热喷涂的机械结合要高得多，钎涂比堆焊时的加热温度低，热应力和母材性能的变化较小，钎涂层表面光滑，施工精度高，经过少量的加工即可达到要求的精度。

钎涂材料由两部分组成：一部分是通常的钎料合金，它的熔化温度较低，通称低熔点组分；另一部分是熔点高的硬质合金、金刚石等耐磨材料，通称高熔点组分，理论上任何一种钎料均可组成钎涂材料的低熔点组分，但作为耐磨层来说，要求钎料本身具有一定硬度，软的不行，目前，常用的为镍基钎料，镍基钎料硬、脆，加工性差，很难加工成丝或条状钎料。传统的做法主要有两大类：一是将镍基钎料先制成粉状钎料，然后与硬质合金/金刚石颗粒、粘结剂、有机物等制备成悬浮的浆料钎涂材料，涂覆或粘在工件表面，为防止母材、粉状钎料的氧化及促进钎料在硬质合金/金刚石颗粒、母材表面的润湿铺展，该方法钎涂过程中需要不断添加钎剂，工作效率低且容易造成钎剂的大量浪费，成本较高。

二是采用压涂的方式在镍芯表面涂敷一层药皮层，该药皮层由有机粘结剂、耐磨颗粒、钎剂、钎料金属粉组成，此种为双层结构的镍芯药皮钎涂材料，此种复合结构钎涂材料药皮结合强度高，且克服了镍基钎料难加工成丝或条的难题，钎涂过程中可以实现自动化生产。随着技术的不断更新迭代，对产品的品质要求不断提高，双层结构的镍芯药皮钎涂材料含有机粘结剂，在使用过程中产生的残留物影响钎涂的质量，而且裸漏在外的粉状金属颗粒在运输、存放的过程中极易氧化变质，影响钎涂质量，因此亟需开发一种无有机粘结剂、不易氧化的高品质镍芯药皮钎涂材料。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种镍芯药皮钎涂材料，缓解了镍芯药皮钎涂材料中存在的有机粘结剂残留和易氧化的技术问题。

本发明的第二目的在于提供一种上述镍芯药皮钎涂材料的制备方法，该制备方法操作便捷，自动化程度高。

本发明的第三目的在于提供一种钎涂方法，该钎涂方法在钎涂过程残碳量低，焊接质量稳定。

为解决上述技术问题，本发明特采用如下技术方案：

根据本发明的一个方面，本发明提供了一种镍芯药皮钎涂材料，该镍芯药皮钎涂材料由内至外依次为镍内芯、药皮层、硬化层和保护层；

所述镍内芯为表面经过毛化处理的金属镍；

所述药皮层按照质量百分比计包括：15％～45％硬质颗粒和8～12％第一钎剂，余量为钎料金属粉；所述钎料金属粉与镍内芯中的金属镍组成镍基钎料；

所述硬化层含有第二钎剂；

所述保护层含有硅酸盐。