CN113664412B - 金刚石钎焊用材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了金刚石钎焊用材料，包括钎料，其原料包括，以质量分数计，铜45‑55份，银8‑15份，锌25‑40份，镍2‑3份，碳材料0.5‑1份，碳酸镁0.2‑0.3份，松香0.8‑1份。本发明的钎焊材料针对银基钎料在焊接界面性能较差，脆性较高的问题，获得了一种界面性能优秀的钎焊用材料，使钎焊产品具有良好的结构性能。
Description
技术领域
本发明是关于磨具技术，特别是关于一种金刚石钎焊用材料及制备方法。
背景技术
钎焊，是指低于焊件熔点的钎料和焊件同时加热到钎料熔化温度后，利用液态钎料填充固态工件的缝隙使金属连接的焊接方法。钎焊时，首先要去除母材接触面上的氧化膜和油污，以利于毛细管在钎料熔化后发挥作用，增加钎料的润湿性和毛细流动性。根据钎料熔点的不同，钎焊又分为硬钎焊和软钎焊。钎料在钎焊过程中对钎焊质量起到了重要的影响，现有技术中银基钎料以及钛基钎料得到了广泛的应用。当然银基钎料在焊接界面脆性较大，焊接质量受到较大的影响，同样是现存的较为严重的问题。
公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金刚石钎焊用材料及制备方法，其能够有效地改善钎焊钎料的性能，从而在钎焊焊接产品的结构稳定性和强度性能等方面获得了显著的改善。
为实现上述目的，本发明的实施例提供了金刚石钎焊用材料，包括钎料，钎料其原料包括，以质量分数计，铜45-55份，银8-15份，锌25-40份，镍2-3份，碳材料0.5-1份，碳酸镁0.2-0.3份，松香0.8-1份。
优选的，金刚石钎焊用材料，包括磨料和钎料，磨料至少包括人造金刚石、立方氮化硼，人造金刚石为SMD人造金刚石或MBD人造金刚石或DMD人造金刚石中的至少一种，钎料其原料包括，以质量分数计，铜45-55份，银8-15份，锌25-40份，镍2-3份，碳材料0.5-1份，碳酸镁0.2-0.3份，松香0.8-1份。磨料为颗粒形态，可以选择粒径0.2-0.4厘米。
在本发明的一个或多个实施方式中，碳材料为石墨烯粉末材料。
在本发明的一个或多个实施方式中，石墨烯粉末材料的粒径为80-200微米。
在本发明的一个或多个实施方式中，钎料还包括0.2-0.3份的钛。
在本发明的一个或多个实施方式中，金刚石钎焊用材料的制备方法，包括：轻材料处理：将氧化石墨烯粉末平铺在反应室内，并抽真空至5Pa后，通入甲烷和Ar气的混合气，调整混合气压强为100～500Pa，然后将工作温度升温至500～1000℃，到达工作温度后打开射频电源，调节射频功率至150-200W，处理10～30min后随炉冷却，再与碳酸镁粉末和松香粉末混合后，在80-100℃造粒成轻材料颗粒；将铜粉、银粉、锌粉以及镍粉混合形成的粉料压制作为芯材，将轻材料颗粒作为外层包覆在芯材外，获得钎焊用材料。
在本发明的一个或多个实施方式中，混合气中甲烷的体积比为5-10％。
在本发明的一个或多个实施方式中，混合气流量控制甲烷的流量为10～50sccm。
在本发明的一个或多个实施方式中，铜粉、银粉、锌粉以及镍粉中铜粉的粒径不小于于其余三者的粒径，且铜粉的粒径为200-450微米。
在本发明的一个或多个实施方式中，铜粉、银粉、锌粉以及镍粉中银粉的粒径不大于其余三者的粒径，且银粉的粒径为50-100微米。
优选的，粒径为150-350微米锌粉。粒径为100-400微米镍粉。
与现有技术相比，根据本发明实施方式的金刚石钎焊用材料及其制备方法，通过采用的少量的轻质材料组成，由于轻质材料在钎焊时处处表层，这样就可以在焊池的表层位置对焊接材料表层部分进行性能改善，并通过石墨烯材料和高温形成的氧化镁材料的生长和填充有而效改善了表层材料的结合性能。
具体实施方式
下面结合具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
实施例1
本实施例中金刚石钎焊用材料，包括钎料，钎料其原料包括，以质量分数计，铜45份，银9份，锌30份，镍2.8份，粒径为80微米的石墨烯粉末材料0.5份，碳酸镁0.2份，松香0.95份。
制备方法，包括：轻材料处理：将氧化石墨烯粉末平铺在反应室内，并抽真空至5Pa后，通入甲烷和Ar气的混合气，其中甲烷的体积比为5％，并控制甲烷的流量为40sccm，调整混合气压强为100Pa，然后将工作温度升温至600℃，到达工作温度后打开射频电源，调节射频功率至150W，处理17min后随炉冷却，再与碳酸镁粉末和松香粉末混合后，在80℃造粒成轻材料颗粒；将粒径为350微米铜粉、粒径为75微米银粉、粒径为300微米锌粉以及粒径为250微米镍粉混合形成的粉料压制作为芯材，将轻材料颗粒作为外层包覆在芯材外，获得钎焊用材料。
以磨料SMD人造金刚石，最大径0.3厘米。通过前述钎料在磨轮基座上钎焊焊接磨料，形成磨具，钎焊层数3层，单层厚度150微米。
根据相关国家标准(GB5319-85，烧结金属材料的横向断裂强度测定方法)确定节块试样尺寸，三点抗弯夹具的跨度间距为25mm，载荷下降速度1mm/min。制备出30×6×10的长方形磨轮节块，并以3个试样的平均值作为最终的试验结果：样品节块的三点抗弯强度值为200MPa。
磨削测试
磨轮尺寸：磨轮外径为Φ270mm，工作面宽为6mm
磨削液：5％水基乳化液，流量90L/min
磨床：缓进给平面磨床，型号MMD7125
磨削方法：切入式顺磨
磨轮圆周速度：25m/s
工作台进给速度：0.3m/min
磨削深度：0.006mm
磨削试验结果：使用样品磨轮对Al2O3陶瓷进行磨削实验，该砂轮的磨耗比大于550，工件磨削后的表面粗糙度(平行于工件进给方向)Ra为0.1～0.3μm。对Al2O3陶瓷进行连续磨削测试，以磨料暴露部分磨削损失60％高度时为测试终点，磨轮表面的磨料无脱焊崩碎。
实施例2
本实施例中金刚石钎焊用材料，包括钎料，钎料其原料包括，以质量分数计，铜55份，银12份，锌25份，镍2.3份，粒径为200微米的石墨烯粉末材料1份，碳酸镁0.28份，松香0.85份。
制备方法，包括：轻材料处理：将氧化石墨烯粉末平铺在反应室内，并抽真空至5Pa后，通入甲烷和Ar气的混合气，其中甲烷的体积比为10％，并控制甲烷的流量为30sccm，调整混合气压强为500Pa，然后将工作温度升温至700℃，到达工作温度后打开射频电源，调节射频功率至160W，处理15min后随炉冷却，再与碳酸镁粉末和松香粉末混合后，在100℃造粒成轻材料颗粒；将粒径为400微米铜粉、粒径为85微米银粉、粒径为250微米锌粉以及粒径为350微米镍粉混合形成的粉料压制作为芯材，将轻材料颗粒作为外层包覆在芯材外，获得钎焊用材料。
以磨料MBD人造金刚石，最大径0.4厘米。通过前述钎料在磨轮基座上钎焊焊接磨料，形成磨具，钎焊层数1层，单层厚度250微米。
根据相关国家标准(GB5319-85，烧结金属材料的横向断裂强度测定方法)确定节块试样尺寸，三点抗弯夹具的跨度间距为25mm，载荷下降速度1mm/min。制备出30×6×10的长方形磨轮节块，并以3个试样的平均值作为最终的试验结果：样品节块的三点抗弯强度值为200MPa。
磨削测试
磨轮尺寸：磨轮外径为Φ270mm，工作面宽为6mm
磨削液：5％水基乳化液，流量90L/min
磨床：缓进给平面磨床，型号MMD7125
磨削方法：切入式顺磨
磨轮圆周速度：25m/s
工作台进给速度：0.3m/min
磨削深度：0.006mm
磨削试验结果：使用样品磨轮对Al2O3陶瓷进行磨削实验，该砂轮的磨耗比大于550，工件磨削后的表面粗糙度(平行于工件进给方向)Ra为0.1～0.3μm。对Al2O3陶瓷进行连续磨削测试，以磨料暴露部分磨削损失60％高度时为测试终点，磨轮表面的磨料无脱焊崩碎。
实施例3
本实施例中金刚石钎焊用材料，包括钎料，钎料其原料包括，以质量分数计，铜50份，银8份，锌40份，镍2.5份，粒径为100微米的石墨烯粉末材料0.7份，碳酸镁0.3份，松香0.9份。
制备方法，包括：轻材料处理：将氧化石墨烯粉末平铺在反应室内，并抽真空至5Pa后，通入甲烷和Ar气的混合气，其中甲烷的体积比为6％，并控制甲烷的流量为20sccm，调整混合气压强为200Pa，然后将工作温度升温至1000℃，到达工作温度后打开射频电源，调节射频功率至170W，处理25min后随炉冷却，再与碳酸镁粉末和松香粉末混合后，在85℃造粒成轻材料颗粒；将粒径为300微米铜粉、粒径为75微米银粉、粒径为150微米锌粉以及粒径为200微米镍粉混合形成的粉料压制作为芯材，将轻材料颗粒作为外层包覆在芯材外，获得钎焊用材料。
以磨料DMD人造金刚石，最大径0.2厘米。通过前述钎料在磨轮基座上钎焊焊接磨料，形成磨具，钎焊层数2层，单层厚度250微米。
根据相关国家标准(GB5319-85，烧结金属材料的横向断裂强度测定方法)确定节块试样尺寸，三点抗弯夹具的跨度间距为25mm，载荷下降速度1mm/min。制备出30×6×10的长方形磨轮节块，并以3个试样的平均值作为最终的试验结果：样品节块的三点抗弯强度值为200MPa。
磨削测试
磨轮尺寸：磨轮外径为Φ270mm，工作面宽为6mm
磨削液：5％水基乳化液，流量90L/min
磨床：缓进给平面磨床，型号MMD7125
磨削方法：切入式顺磨
磨轮圆周速度：25m/s
工作台进给速度：0.3m/min
磨削深度：0.006mm
磨削试验结果：使用样品磨轮对Al2O3陶瓷进行磨削实验，该砂轮的磨耗比大于550，工件磨削后的表面粗糙度(平行于工件进给方向)Ra为0.1～0.3μm。对Al2O3陶瓷进行连续磨削测试，以磨料暴露部分磨削损失60％高度时为测试终点，磨轮表面的磨料无脱焊崩碎。
实施例4
本实施例中金刚石钎焊用材料，包括钎料，钎料其原料包括，以质量分数计，铜47份，银15份，锌35份，镍3份，粒径为150微米的石墨烯粉末材料0.8份，碳酸镁0.25份，松香1份。
制备方法，包括：轻材料处理：将氧化石墨烯粉末平铺在反应室内，并抽真空至5Pa后，通入甲烷和Ar气的混合气，其中甲烷的体积比为8％，并控制甲烷的流量为50sccm，调整混合气压强为300Pa，然后将工作温度升温至800℃，到达工作温度后打开射频电源，调节射频功率至180W，处理30min后随炉冷却，再与碳酸镁粉末和松香粉末混合后，在95℃造粒成轻材料颗粒；将粒径为450微米铜粉、粒径为50微米银粉、粒径为350微米锌粉以及粒径为400微米镍粉混合形成的粉料压制作为芯材，将轻材料颗粒作为外层包覆在芯材外，获得钎焊用材料。
磨料为体积比1:1为SMD人造金刚石、立方氮化硼，最大径均为0.35厘米。通过前述钎料在磨轮基座上钎焊焊接磨料，形成磨具，钎焊层数1层，单层厚度150微米。
根据相关国家标准(GB5319-85，烧结金属材料的横向断裂强度测定方法)确定节块试样尺寸，三点抗弯夹具的跨度间距为25mm，载荷下降速度1mm/min。制备出30×6×10的长方形磨轮节块，并以3个试样的平均值作为最终的试验结果：样品节块的三点抗弯强度值为200MPa。
磨削测试
磨轮尺寸：磨轮外径为Φ270mm，工作面宽为6mm
磨削液：5％水基乳化液，流量90L/min
磨床：缓进给平面磨床，型号MMD7125
磨削方法：切入式顺磨
磨轮圆周速度：25m/s
工作台进给速度：0.3m/min
磨削深度：0.006mm
磨削试验结果：使用样品磨轮对Al2O3陶瓷进行磨削实验，该砂轮的磨耗比大于550，工件磨削后的表面粗糙度(平行于工件进给方向)Ra为0.1～0.3μm。对Al2O3陶瓷进行连续磨削测试，以磨料暴露部分磨削损失60％高度时为测试终点，磨轮表面的磨料无脱焊崩碎。
实施例5
本实施例中金刚石钎焊用材料，包括钎料，钎料其原料包括，以质量分数计，铜53份，银10份，锌28份，镍2份，0.3份的钛，粒径为130微米的石墨烯粉末材料0.6份，碳酸镁0.23份，松香0.8份。
制备方法，包括：轻材料处理：将氧化石墨烯粉末平铺在反应室内，并抽真空至5Pa后，通入甲烷和Ar气的混合气，其中甲烷的体积比为7％，并控制甲烷的流量为10sccm，调整混合气压强为400Pa，然后将工作温度升温至500℃，到达工作温度后打开射频电源，调节射频功率至200W，处理10min后随炉冷却，再与碳酸镁粉末和松香粉末混合后，在83℃造粒成轻材料颗粒；将粒径为200微米铜粉、粒径为100微米银粉、粒径为150微米锌粉以及粒径为100微米镍粉混合形成的粉料压制作为芯材，将轻材料颗粒作为外层包覆在芯材外，获得钎焊用材料。
磨料为体积1:1:1的MBD人造金刚石、DMD人造金刚石、立方氮化硼。通过前述钎料在磨轮基座上钎焊焊接磨料，形成磨具，钎焊层数4层，单层厚度100微米。
根据相关国家标准(GB5319-85，烧结金属材料的横向断裂强度测定方法)确定节块试样尺寸，三点抗弯夹具的跨度间距为25mm，载荷下降速度1mm/min。制备出30×6×10的长方形磨轮节块，并以3个试样的平均值作为最终的试验结果：样品节块的三点抗弯强度值为200MPa。
磨削测试
磨轮尺寸：磨轮外径为Φ270mm，工作面宽为6mm
磨削液：5％水基乳化液，流量90L/min
磨床：缓进给平面磨床，型号MMD7125
磨削方法：切入式顺磨
磨轮圆周速度：25m/s
工作台进给速度：0.3m/min
磨削深度：0.006mm
磨削试验结果：使用样品磨轮对Al2O3陶瓷进行磨削实验，该砂轮的磨耗比大于550，工件磨削后的表面粗糙度(平行于工件进给方向)Ra为0.1～0.3μm。对Al2O3陶瓷进行连续磨削测试，以磨料暴露部分磨削损失60％高度时为测试终点，磨轮表面的磨料无脱焊崩碎。
实施例6
本实施例中金刚石钎焊用材料，包括钎料，钎料其原料包括，以质量分数计，铜50份，银12份，锌26份，镍2份，0.2份的钛，粒径为130微米的石墨烯粉末材料0.8份，碳酸镁0.24份，松香0.85份。
制备方法，包括：轻材料处理：将氧化石墨烯粉末平铺在反应室内，并抽真空至5Pa后，通入甲烷和Ar气的混合气，其中甲烷的体积比为7％，并控制甲烷的流量为10sccm，调整混合气压强为400Pa，然后将工作温度升温至500℃，到达工作温度后打开射频电源，调节射频功率至200W，处理10min后随炉冷却，再与碳酸镁粉末和松香粉末混合后，在83℃造粒成轻材料颗粒；将粒径为200微米铜粉、粒径为100微米银粉、粒径为150微米锌粉以及粒径为100微米镍粉混合形成的粉料压制作为芯材，将轻材料颗粒作为外层包覆在芯材外，获得钎焊用材料。
磨料为体积1:1:1的MBD人造金刚石、DMD人造金刚石、立方氮化硼。通过前述钎料在磨轮基座上钎焊焊接磨料，形成磨具，钎焊层数4层，单层厚度100微米。
根据相关国家标准(GB5319-85，烧结金属材料的横向断裂强度测定方法)确定节块试样尺寸，三点抗弯夹具的跨度间距为25mm，载荷下降速度1mm/min。制备出30×6×10的长方形磨轮节块，并以3个试样的平均值作为最终的试验结果：样品节块的三点抗弯强度值为200MPa。
磨削测试
磨轮尺寸：磨轮外径为Φ270mm，工作面宽为6mm
磨削液：5％水基乳化液，流量90L/min
磨床：缓进给平面磨床，型号MMD7125
磨削方法：切入式顺磨
磨轮圆周速度：25m/s
工作台进给速度：0.3m/min
磨削深度：0.006mm
磨削试验结果：使用样品磨轮对Al2O3陶瓷进行磨削实验，该砂轮的磨耗比大于550，工件磨削后的表面粗糙度(平行于工件进给方向)Ra为0.1～0.3μm。对Al2O3陶瓷进行连续磨削测试，以磨料暴露部分磨削损失60％高度时为测试终点，磨轮表面的磨料无脱焊崩碎。
实施例7
本实施例中金刚石钎焊用材料，包括钎料，钎料其原料包括，以质量分数计，铜50份，银8份，锌40份，镍2.5份，0.2份的钛，粒径为100微米的石墨烯粉末材料0.7份，碳酸镁0.3份，松香0.9份。
制备方法，包括：轻材料处理：将氧化石墨烯粉末平铺在反应室内，并抽真空至5Pa后，通入甲烷和Ar气的混合气，其中甲烷的体积比为6％，并控制甲烷的流量为20sccm，调整混合气压强为200Pa，然后将工作温度升温至1000℃，到达工作温度后打开射频电源，调节射频功率至170W，处理25min后随炉冷却，再与碳酸镁粉末和松香粉末混合后，在85℃造粒成轻材料颗粒；将粒径为300微米铜粉、粒径为75微米银粉、粒径为150微米锌粉以及粒径为200微米镍粉混合形成的粉料压制作为芯材，将轻材料颗粒作为外层包覆在芯材外，获得钎焊用材料。
以磨料DMD人造金刚石，最大径0.2厘米。通过前述钎料在磨轮基座上钎焊焊接磨料，形成磨具，钎焊层数2层，单层厚度250微米。
根据相关国家标准(GB5319-85，烧结金属材料的横向断裂强度测定方法)确定节块试样尺寸，三点抗弯夹具的跨度间距为25mm，载荷下降速度1mm/min。制备出30×6×10的长方形磨轮节块，并以3个试样的平均值作为最终的试验结果：样品节块的三点抗弯强度值为220MPa。
磨削测试
磨轮尺寸：磨轮外径为Φ270mm，工作面宽为6mm
磨削液：5％水基乳化液，流量90L/min
磨床：缓进给平面磨床，型号MMD7125
磨削方法：切入式顺磨
磨轮圆周速度：25m/s
工作台进给速度：0.3m/min
磨削深度：0.006mm
磨削试验结果：使用样品磨轮对Al2O3陶瓷进行磨削实验，该砂轮的磨耗比大于580，工件磨削后的表面粗糙度(平行于工件进给方向)Ra为0.1～0.2μm。对Al2O3陶瓷进行连续磨削测试，以磨料暴露部分磨削损失60％高度时为测试终点，磨轮表面的磨料无脱焊崩碎。
实施例8
本实施例中金刚石钎焊用材料，包括钎料，钎料其原料包括，以质量分数计，铜47份，银15份，锌35份，镍3份，0.25份的钛，粒径为150微米的石墨烯粉末材料0.8份，碳酸镁0.25份，松香1份。
制备方法，包括：轻材料处理：将氧化石墨烯粉末平铺在反应室内，并抽真空至5Pa后，通入甲烷和Ar气的混合气，其中甲烷的体积比为8％，并控制甲烷的流量为50sccm，调整混合气压强为300Pa，然后将工作温度升温至800℃，到达工作温度后打开射频电源，调节射频功率至180W，处理30min后随炉冷却，再与碳酸镁粉末和松香粉末混合后，在95℃造粒成轻材料颗粒；将粒径为450微米铜粉、粒径为50微米银粉、粒径为350微米锌粉以及粒径为400微米镍粉混合形成的粉料压制作为芯材，将轻材料颗粒作为外层包覆在芯材外，获得钎焊用材料。
磨料为体积比1:1为SMD人造金刚石、立方氮化硼，最大径均为0.35厘米。通过前述钎料在磨轮基座上钎焊焊接磨料，形成磨具，钎焊层数1层，单层厚度150微米。
根据相关国家标准(GB5319-85，烧结金属材料的横向断裂强度测定方法)确定节块试样尺寸，三点抗弯夹具的跨度间距为25mm，载荷下降速度1mm/min。制备出30×6×10的长方形磨轮节块，并以3个试样的平均值作为最终的试验结果：样品节块的三点抗弯强度值为240MPa。
磨削测试
磨轮尺寸：磨轮外径为Φ270mm，工作面宽为6mm
磨削液：5％水基乳化液，流量90L/min
磨床：缓进给平面磨床，型号MMD7125
磨削方法：切入式顺磨
磨轮圆周速度：25m/s
工作台进给速度：0.3m/min
磨削深度：0.006mm
磨削试验结果：使用样品磨轮对Al2O3陶瓷进行磨削实验，该砂轮的磨耗比大于590，工件磨削后的表面粗糙度(平行于工件进给方向)Ra为0.1～0.15μm。对Al2O3陶瓷进行连续磨削测试，以磨料暴露部分磨削损失60％高度时为测试终点，磨轮表面的磨料无脱焊崩碎。
对比例1
本对比例中金刚石钎焊用材料，包括钎料，钎料其原料包括，以质量分数计，铜45份，银9份，锌30份，镍2.8份，粒径为80微米的石墨烯粉末材料0.5份。
制备方法，包括：轻材料处理：将氧化石墨烯粉末平铺在反应室内，并抽真空至5Pa后，通入甲烷和Ar气的混合气，其中甲烷的体积比为5％，并控制甲烷的流量为40sccm，调整混合气压强为100Pa，然后将工作温度升温至600℃，到达工作温度后打开射频电源，调节射频功率至150W，处理17min后随炉冷却，再与粒径为350微米铜粉、粒径为75微米银粉、粒径为300微米锌粉以及粒径为250微米镍粉混合形成的粉料压制获得钎焊用材料。
以磨料SMD人造金刚石。通过前述钎料在磨轮基座上钎焊焊接磨料，形成磨具，钎焊层数3层，单层厚度150微米。
根据相关国家标准(GB5319-85，烧结金属材料的横向断裂强度测定方法)确定节块试样尺寸，三点抗弯夹具的跨度间距为25mm，载荷下降速度1mm/min。制备出30×6×10的长方形磨轮节块，并以3个试样的平均值作为最终的试验结果：样品节块的三点抗弯强度值为170MPa。
磨削测试
磨轮尺寸：磨轮外径为Φ270mm，工作面宽为6mm
磨削液：5％水基乳化液，流量90L/min
磨床：缓进给平面磨床，型号MMD7125
磨削方法：切入式顺磨
磨轮圆周速度：25m/s
工作台进给速度：0.3m/min
磨削深度：0.006mm
磨削试验结果：使用样品磨轮对Al2O3陶瓷进行磨削实验，该砂轮的磨耗比大于400，工件磨削后的表面粗糙度(平行于工件进给方向)Ra为0.8～0.9μm。对Al2O3陶瓷进行连续磨削测试，以磨料暴露部分磨削损失60％高度时为测试终点，磨轮表面的磨料有少量脱焊崩碎，脱焊率(以试验完成后统计磨具表面磨料颗粒脱落的数据与该磨具表面磨料颗粒总量的比值，下同)约3％。
对比例2
本对比例中金刚石钎焊用材料，包括钎料，钎料其原料包括，以质量分数计，铜45份，银9份，锌30份，镍2.8份，粒径为80微米的石墨烯粉末材料0.5份，碳酸镁0.2份，松香0.95份。
制备方法，包括：轻材料处理：将氧化石墨烯粉末平铺在反应室内，并抽真空至5Pa后，通入甲烷和Ar气的混合气，其中甲烷的体积比为5％，并控制甲烷的流量为40sccm，调整混合气压强为100Pa，然后将工作温度升温至600℃，到达工作温度后打开射频电源，调节射频功率至150W，处理17min后随炉冷却，再与碳酸镁粉末和松香粉末混合后，在80℃造粒成轻材料颗粒；将粒径为50微米铜粉、粒径为350微米银粉、粒径为20微米锌粉以及粒径为30微米镍粉混合形成的粉料压制作为芯材，将轻材料颗粒作为外层包覆在芯材外，获得钎焊用材料。
以磨料SMD人造金刚石。通过前述钎料在磨轮基座上钎焊焊接磨料，形成磨具，钎焊层数3层，单层厚度150微米。
根据相关国家标准(GB5319-85，烧结金属材料的横向断裂强度测定方法)确定节块试样尺寸，三点抗弯夹具的跨度间距为25mm，载荷下降速度1mm/min。制备出30×6×10的长方形磨轮节块，并以3个试样的平均值作为最终的试验结果：样品节块的三点抗弯强度值为140MPa。
磨削测试
磨轮尺寸：磨轮外径为Φ270mm，工作面宽为6mm
磨削液：5％水基乳化液，流量90L/min
磨床：缓进给平面磨床，型号MMD7125
磨削方法：切入式顺磨
磨轮圆周速度：25m/s
工作台进给速度：0.3m/min
磨削深度：0.006mm
磨削试验结果：使用样品磨轮对Al2O3陶瓷进行磨削实验，该砂轮的磨耗比大于300，工件磨削后的表面粗糙度(平行于工件进给方向)Ra为0.9～1.2μm。对Al2O3陶瓷进行连续磨削测试，以磨料暴露部分磨削损失60％高度时为测试终点，磨轮表面的磨料有脱焊崩碎，脱焊率约5％。
对比例3
本对比例中金刚石钎焊用材料，包括钎料，钎料其原料包括，以质量分数计，铜45-55份，银8-15份，锌25-40份，镍2-3份，粒径为80-200微米的石墨烯粉末材料0.5份，碳酸镁0.2份，松香0.95份。
制备方法，包括：轻材料处理：将氧化石墨烯粉末平铺在反应室内，并抽真空至5Pa后，通入甲烷和Ar气的混合气，其中甲烷的体积比为5-10％，并控制甲烷的流量为10～50sccm，调整混合气压强为100～500Pa，然后将工作温度升温至500～1000℃，到达工作温度后打开射频电源，调节射频功率至150-200W，处理10～30min后随炉冷却，再与碳酸镁粉末、松香粉末、粒径为200-450微米铜粉、粒径为50-100微米银粉、粒径为150-350微米锌粉以及粒径为100-400微米镍粉混合形成的粉料压制获得钎焊用材料。
以磨料SMD人造金刚石或MBD人造金刚石或DMD人造金刚石、立方氮化硼。通过前述钎料在磨轮基座上钎焊焊接磨料，形成磨具，钎焊层数3层，单层厚度150微米。
根据相关国家标准(GB5319-85，烧结金属材料的横向断裂强度测定方法)确定节块试样尺寸，三点抗弯夹具的跨度间距为25mm，载荷下降速度1mm/min。制备出30×6×10的长方形磨轮节块，并以3个试样的平均值作为最终的试验结果：样品节块的三点抗弯强度值为110MPa。
磨削测试
磨轮尺寸：磨轮外径为Φ270mm，工作面宽为6mm
磨削液：5％水基乳化液，流量90L/min
磨床：缓进给平面磨床，型号MMD7125
磨削方法：切入式顺磨
磨轮圆周速度：25m/s
工作台进给速度：0.3m/min
磨削深度：0.006mm
磨削试验结果：使用样品磨轮对Al2O3陶瓷进行磨削实验，该砂轮的磨耗比大于300，工件磨削后的表面粗糙度(平行于工件进给方向)Ra为1.7～1.9μm。对Al2O3陶瓷进行连续磨削测试，以磨料暴露部分磨削损失60％高度时为测试终点，磨轮表面的磨料有脱焊崩碎，脱焊率约8％。
前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。
Claims (5)
1.金刚石钎焊用材料，包括钎料，其特征在于，所述钎料其原料包括，以质量分数计，铜45-55份，银8-15份，锌25-40份，镍2-3份，碳材料0.5-1份，碳酸镁0.2-0.3份，松香0.8-1份，所述碳材料为石墨烯粉末材料，所述石墨烯粉末材料的粒径为80-200微米；
所述金刚石钎焊用材料的制备方法，包括：
轻材料处理：将氧化石墨烯粉末平铺在反应室内，并抽真空至5Pa后，通入甲烷和Ar气的混合气，调整混合气压强为100～500Pa，然后将工作温度升温至500～1000℃，到达工作温度后打开射频电源，调节射频功率至150-200W，处理10～30min后随炉冷却，再与碳酸镁粉末和松香粉末混合后，在80-100℃造粒成轻材料颗粒；
将铜粉、银粉、锌粉以及镍粉混合形成的粉料压制作为芯材，将轻材料颗粒作为外层包覆在芯材外，获得钎焊用材料，所述铜粉的粒径为200-450微米，所述银粉的粒径为50-100微米，所述锌粉的粒径为150-350微米，所述镍粉的粒径为100-400微米。
2.如权利要求1所述的金刚石钎焊用材料，其特征在于，所述钎料还包括0 .2-0.3份的钛。
3.如权利要求1-2任一所述的金刚石钎焊用材料的制备方法，其特征在于，包括：
轻材料处理：将氧化石墨烯粉末平铺在反应室内，并抽真空至5Pa后，通入甲烷和Ar气的混合气，调整混合气压强为100～500Pa，然后将工作温度升温至500～1000℃，到达工作温度后打开射频电源，调节射频功率至150-200W，处理10～30min后随炉冷却，再与碳酸镁粉末和松香粉末混合后，在80-100℃造粒成轻材料颗粒；
将铜粉、银粉、锌粉以及镍粉混合形成的粉料压制作为芯材，将轻材料颗粒作为外层包覆在芯材外，获得钎焊用材料。
4.如权利要求3所述的金刚石钎焊用材料的制备方法，其特征在于，所述混合气中甲烷的体积比为5-10％。
5.如权利要求4所述的金刚石钎焊用材料的制备方法，其特征在于，所述混合气流量控制甲烷的流量为10～50sccm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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