專利名稱：化學(xué)氣相沉積金剛石厚膜的焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化學(xué)氣相沉積(CVD)金剛石厚膜的焊接工藝。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有金剛石工具的焊接均是將金剛石復(fù)合基體(例如PCD金剛石)與其它材料焊接，或是將金剛石金屬化后再進(jìn)行焊接，并非直接與金剛石焊接，其主要原因是1、在正常釬焊條件下，金剛石表面不被釬料潤(rùn)濕，因而釬料不能在金剛石表面鋪展；2、在空氣中金剛石的加熱不能超過(guò)1000℃，否則金剛石將石墨化；3、金剛石的熱膨脹系數(shù)比一般金屬小得多，焊接時(shí)由于兩者熱脹冷縮不一致而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致開(kāi)裂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種化學(xué)氣相沉積金剛石厚膜的焊接方法，該方法可實(shí)現(xiàn)顆粒狀金剛石、CVD金剛石厚膜與任何金屬的連接，避免金剛石在焊接過(guò)程中的石墨化及出現(xiàn)裂紋，解決釬料在金剛石表面不潤(rùn)濕問(wèn)題，使金剛石與其它材料之間達(dá)到冶金連接。具有方法簡(jiǎn)便、焊接時(shí)間短、焊接質(zhì)量好的特點(diǎn)。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的首先將被焊工件裝夾固定并在焊縫中添加釬料，沿焊縫的垂直方向施加的壓力為1～2MPa，使之在壓力下結(jié)晶并控制焊縫厚度，在真空度為3×10-3Pa的真空爐中加熱，加熱溫度為900～920℃，并保溫10～20min，然后緩慢冷卻，冷卻速度為9～12℃/min，到被焊工件降溫至200℃時(shí)開(kāi)始自然冷卻至室溫。所述釬料的原料為Ag-Cu共晶∶Ti＝98∶1～2.5；所述釬料是粒狀或箔狀；所述較佳施加壓力為1.2～1.8MPa；所述較佳加熱溫度為910℃；所述較佳保溫時(shí)間為15min；所述較佳冷卻速度為10℃/min。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了顆粒狀金剛石、CVD金剛石厚膜與任何金屬的連接，避免了金剛石在焊接過(guò)程中的石黑化及出現(xiàn)裂紋，解決了釬料在金剛石表面不潤(rùn)濕問(wèn)題；本發(fā)明在焊接前不需要對(duì)金剛石表面進(jìn)行金屬化處理，可直接與金剛石焊接在一起，形成冶金連接；其中CVD金剛石膜與硬質(zhì)合金焊縫的剪切強(qiáng)度τb＞200MPa，大于金剛石本身的結(jié)合強(qiáng)度，本發(fā)明焊接的金剛石車刀其加工精度達(dá)到鏡面程度，可達(dá)到目前為止的最高切削速度，具有方法簡(jiǎn)便、焊接時(shí)間短、焊接質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式本實(shí)施方式是這樣實(shí)現(xiàn)的首先將被焊工件裝夾固定并在焊縫中添加由占釬料98％的Ag-Cu共晶和占釬料2％的Ti制成的厚度在100μm的箔狀釬料，沿焊縫的垂直方向施加的壓力為1.5MPa，使之在壓力下結(jié)晶并控制焊縫厚度，在真空度為3×10-3Pa的真空爐中加熱，加熱溫度為907℃，并保溫18min，然后緩慢冷卻，冷卻速度控制在11℃/min，被焊工件降溫至200℃時(shí)，開(kāi)始自然冷卻至室溫，取出工件即可。
權(quán)利要求
1.化學(xué)氣相沉積金剛石厚膜的焊接方法，其特征在于首先將被焊工件裝夾固定并在焊縫中添加釬料，沿焊縫的垂直方向施加的壓力為1～2MPa，使之在壓力下結(jié)晶并控制焊縫厚度，在真空度為3×10-3Pa的真空爐中加熱，加熱溫度為900～920℃，并保溫10～20min，然后緩慢冷卻，冷卻速度為9～12℃/min，到被焊工件降溫至200℃時(shí)開(kāi)始自然冷卻至室溫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)氣相沉積金剛石厚膜的焊接方法，其特征在于所述釬料的原料為Ag-Cu共晶∶Ti＝98∶1～2.5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)氣相沉積金剛石厚膜的焊接方法，其特征在于所述釬料是粒狀或箔狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)氣相沉積金剛石厚膜的焊接方法，其特征在于所述施加壓力為1.2～1.8MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)氣相沉積金剛石厚膜的焊接方法，其特征在于所述加熱溫度為910℃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)氣相沉積金剛石厚膜的焊接方法，其特征在于所述保溫時(shí)間為15min。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)氣相沉積金剛石厚膜的焊接方法，其特征在于所述冷卻速度為10℃/min。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的化學(xué)氣相沉積金剛石厚膜的焊接方法，其特征在于箔狀釬料的厚度為100μm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)氣相沉積金剛石厚膜的焊接方法，其特征在于沿焊縫的垂直方向施加的壓力為1.5MPa。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的化學(xué)氣相沉積金剛石厚膜的焊接方法，其特征在于加熱溫度為907℃。
全文摘要
化學(xué)氣相沉積金剛石厚膜的焊接方法，它涉及化學(xué)氣相沉積(CVD)金剛石厚膜的焊接工藝。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的首先將被焊工件裝夾固定并在焊縫中添加釬料，沿焊縫的垂直方向施加的壓力為1～2MPa，使之在壓力下結(jié)晶并控制焊縫厚度，在真空度為3×10
文檔編號(hào)B23P5/00GK1539593SQ20031010764
公開(kāi)日2004年10月27日 申請(qǐng)日期2003年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月29日
發(fā)明者孫鳳蓮, 李丹, 趙蜜 申請(qǐng)人:哈爾濱理工大學(xué)