一種cvd金剛石厚膜與硬質合金的焊接方法
2023-05-21 00:06:01
一種cvd金剛石厚膜與硬質合金的焊接方法
【專利摘要】本發明為一種CVD金剛石厚膜與硬質合金的焊接方法，首先使用雙輝等離子體滲金屬設備對CVD金剛石厚膜生長面進行金屬化處理，然後再使用同一臺設備將金屬化後的面與硬質合金基片釺焊在一起。本發明通過雙輝等離子滲金屬技術使金屬原子在金剛石厚膜生長面表面均勻擴散，並與金剛石厚膜形成金屬碳化物，通過化學鍵合來保證金屬層與金剛石厚膜之間具備優良的結合強度；金屬化後的金剛石厚膜具有良好地表面浸潤性，在等離子體的加熱作用下能夠與硬質合金形成高結合強度的焊接接頭；金剛石厚膜的表面金屬化和釺焊使用同一裝置即可完成，這大大降低了製造的生產成本，有利於實現產業化。
【專利說明】—種CVD金剛石厚膜與硬質合金的焊接方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及超硬材料的焊接領域，具體是一種CVD金剛石厚膜與硬質合金的焊接方法。
【背景技術】
[0002]金剛石是自然界中最硬的物質，同時具有許多優異的性能，如超高的耐磨性、高熱導率等，因此是目前已知材料中製造刀具的最理想材料。天然金剛石、聚晶金剛石(PCD)刀具正在一定使用範圍內迅速代替傳統的高速鋼和硬質合金刀具。但是由於天然金剛石的資源極為有限，限制了其大規模推廣，而PCD刀具中含有5?10%的結合劑成分，導致被其加工後的材料表面質量低於天然金剛石的表面加工質量。金剛石厚膜焊接刀具是將化學氣相沉積(CVD)金剛石厚膜與硬質合金焊接後製造而成的一種新型刀具。由於這種刀具所使用的CVD金剛石厚膜具有高純多晶金剛石結構，熱穩定性高、不包含金屬結合劑成分，是一種最接近天然金剛石的一種新型刀具材料，因此金剛石厚膜焊接刀具有著優良的性能和廣闊的市場前景。
[0003]由於金剛石具有較高的界面能，這導致其不容易被一般低熔點的合金所浸潤，可焊性極差。目前人們常採用活性金屬釺焊或先將金剛石厚膜表面金屬化然後再釺焊的方法來實現複合片的焊接。對於活性金屬釺焊的方法，金剛石厚膜對基體粘附性的好壞主要取決於合金焊料的性能，因此對釺焊料有較高的要求。目前國外少數刀具生產廠家研製的合金焊料都僅僅用於滿足自己的使用要求，出於保密原因，很少進行商品銷售。我國很多科研單位也在金剛石厚膜刀具焊料方面進行了大量研究，但是大多仍處於實驗室研究階段。金剛石厚膜表面金屬化後再焊接的方法與活性金屬釺焊方法相比，對合金焊料的要求較低，一般採用普通的銀焊片即可。但是，採用這種方法一般需要三個步驟:首先需要使用氣相沉積、磁控濺射、化學鍍或電鍍等方法在金剛石厚膜表面塗覆一層金屬塗層；其次，在真空加熱設備中將金剛石厚膜加熱到合適的溫度區間，使金屬層與金剛石發生界面反應、形成相應的碳化物來提高結合力；最後，使用真空或高頻釺焊設備將表面金屬化後金剛石厚膜與硬質合金基體進行焊接。所以，這種方法的缺點是設備投資多、工藝過程繁複、焊接成本高。
【發明內容】
[0004]本發明針對活性釺焊法焊接CVD金剛石厚膜與硬質合金時對焊料要求高，而目前使用的先將金剛石厚膜金屬化再焊接方式設備投資多、工藝過程繁複、焊接成本高等缺點，而提供一種CVD金剛石厚膜與硬質合金的焊接方法。
[0005]本發明是通過如下技術方案實現的:
一種CVD金剛石厚膜與硬質合金的焊接方法，首先使用雙輝等離子體滲金屬設備對CVD金剛石厚膜生長面進行金屬化處理，然後再使用同一臺雙輝等離子體滲金屬設備將金屬化後的CVD金剛石厚膜生長面與硬質合金基片釺焊在一起；
其中，CVD金剛石厚膜生長面的金屬化處理工藝為: 將CVD金剛石厚膜用去離子水和酒精分別進行超聲清洗，用熱風吹乾；將清洗後的CVD金剛石厚膜生長面朝上置於雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐內的基片臺上，選用能夠與碳元素形成強碳化物的金屬作為靶材，並控制CVD金剛石厚膜生長面與靶材之間的距離為18-20mm;待雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐抽真空至IPa以下時，打開源極電源和陰極電源，壓差為250-300V，將基片臺的溫度升溫至700-1000°C，氬氣作為保護氣體和等離子體激發氣體，其流量為60?80sccm，爐內壓力35_65Pa，表面金屬化處理時間0.5_3h，隨爐冷卻時間為2h，最後在CVD金剛石厚膜生長面上形成厚度為2-10Mm的金屬化塗層；
CVD金剛石厚膜生長面與硬質合金基片釺焊的焊接工藝包括如下步驟:
O前處理過程:用砂紙對硬質合金基底進行打磨去除表面的氧化物，然後用酒精和丙酮分別對打磨後的硬質合金基底以及厚度為20-40 μ m的工業用銀焊片進行超聲波清洗，吹乾後待用；
2)裝料過程:先在雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐內的基片臺上放置一塊石墨片(防止把試樣焊接到基片臺上)，然後自下而上的順序將CVD金剛石厚膜、助焊劑、銀焊片、助焊劑、硬質合金的順序疊放，最後在上面壓上重物，壓力為l_2Mpa ；
3)焊接過程:雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐抽真空至IPa以下，以10-20°C/min的升溫速率升溫至850-900°C，保溫5-15分鐘，之後以5_15°C /min的速率冷卻至500°C左右，再隨爐冷卻至室溫，最後打開爐子，取出試樣即可。
[0006]所述的CVD金剛石厚膜是通過微波等離子體CVD方法、熱絲CVD方法或直流電弧等離子體CVD方法製備得到的。
[0007]在CVD金剛石厚膜生長面的金屬化處理工藝中，所述的靶材為T1、W、Mo、Cr、Nb、Zr、Ta 或 Hf。
[0008]本發明採用將CVD金剛石厚膜金屬化後再與硬質合金基底進行焊接，其中，金屬化工藝和焊接工藝可在同一臺雙輝等離子體滲金屬設備中實現。該製備方法能夠克服直接活性釺焊方法對焊料要求過高的問題；且通過雙輝等離子體滲金屬技術使得金屬原子在CVD金剛石厚膜生長面表面均勻擴散，在等離子的高溫加熱作用下與CVD金剛石厚膜形成金屬碳化物，通過化學鍵合來保證金屬層與CVD金剛石厚膜之間具備優良的結合強度；金屬化後的CVD金剛石厚膜具有良好地表面浸潤性，在等離子體的加熱作用下能夠與硬質合金形成高結合強度的焊接接頭，能解決目前常用的CVD金剛石厚膜金屬化再焊接設備投資多、工藝過程繁複、焊接成本高的問題。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1為本發明中CVD金剛石厚膜金屬化前的表面形貌掃描電鏡圖片。
[0010]圖2為本發明中CVD金剛石厚膜在900°C鎢表面金屬化後的表面形貌掃描電鏡圖片。
[0011]圖3為本發明中CVD金剛石厚膜金屬化900°C滲鎢的斷面掃描電鏡圖片及EDS圖
-1'TfeP曰。
[0012]圖4為本發明中CVD金剛石厚膜金屬化900°C滲鎢後塗層表面的X-射線衍射譜。
[0013]圖5為本發明中金屬化後的CVD金剛石厚膜與硬質合金釺焊斷面的掃描電鏡圖片。[0014]圖5中:①-CVD金剛石厚膜-焊料層-硬質合金基片。
【具體實施方式】
[0015]以下結合實施例對本發明作進一步的描述:
實施例1
一種CVD金剛石厚膜與硬質合金的焊接方法，首先使用雙輝等離子體滲金屬設備對CVD金剛石厚膜生長面進行金屬化處理，然後再使用同一臺雙輝等離子體滲金屬設備將金屬化後的CVD金剛石厚膜生長面與硬質合金基片釺焊在一起；
其中，CVD金剛石厚膜生長面的金屬化處理工藝為:
通過微波等離子體CVD方法、熱絲CVD方法或直流電弧等離子體CVD方法製備得到CVD金剛石厚膜，將CVD金剛石厚膜用去離子水和酒精分別進行超聲清洗5min，用熱風吹乾；將清洗後的CVD金剛石厚膜生長面朝上置於雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐內的基片臺上，選用能夠與碳元素形成強碳化物的純度為99.9%的金屬W作為靶材，靶材與CVD金剛石厚膜生長面之間的距離為18_ ;待雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐抽真空至IPa以下時，打開源極電源和陰極電源，源極電壓900V，陰極電壓650V，控制壓差為250V，將基片臺升溫至900°C，氬氣作為保護氣體和等離子體激發氣體，其流量為40sCCm，爐內壓力35Pa，工件溫度為900°C，表面金屬化處理時間2h，隨爐冷卻時間為2h，最後在CVD金剛石厚膜生長面上形成厚度為4Mm的金屬化塗層；
CVD金剛石厚膜生長面與硬質合金基片釺焊的焊接工藝包括如下步驟:
O前處理過程:用砂紙對YG6硬質合金基底進行打磨去除表面的氧化物，然後用酒精和丙酮分別對打磨後的硬質合金基底以及厚度為35 μ m的工業用銀焊片進行超聲波清洗5min,吹乾後待用；
2)裝料過程:先在雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐內的基片臺上放置一塊石墨片(防止把試樣焊接到基片臺上)，然後自下而上的順序將CVD金剛石厚膜、助焊劑、銀焊片、助焊劑、硬質合金的順序疊放，最後在上面壓上重物，壓力為2Mpa ；
3)焊接過程:雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐抽真空至IPa以下，以20°C/min的升溫速率升溫至900°C，保溫5分鐘，之後以15°C /min的速率冷卻至500°C，再隨爐冷卻至室溫，最後打開爐子，取出試樣即可。
[0016]圖1、2顯示出CVD金剛石厚膜表面金屬化900°C滲鎢前、後表面形貌的掃描電鏡圖片。從圖2可以看出，金屬化處理之後CVD金剛石厚膜表面的金屬塗層分布連續、緻密。與金屬化處理前的CVD金剛石厚膜(圖1)相比，處理後的CVD金剛石厚膜(圖2)晶界變得不明顯，但仍然有明顯的多晶體輪廓並保持一定了的粗糙度，這種較粗糙的表面有利於CVD金剛石厚膜與硬質合金基片焊接後保持良好的結合強度。
[0017]圖3為CVD金剛石厚膜金屬化滲鎢的斷面掃描電鏡圖片及EDS圖譜。由圖可以看出，金屬塗層與CVD金剛石厚膜表面緊密的連接在一起，沒有間隙出現，經檢測，CVD金剛石厚膜上的金屬鎢塗層的厚度約為4Mm ；EDS圖譜顯示在界面處W元素含量降低，C元素含量升高，表明界面處發生了元素的擴散；
圖4的XRD衍射圖譜中發現微弱WC的(101)衍射峰和W2C的(200)衍射峰，這表明在等離子的轟擊濺射和高溫加熱作用下金屬物與CVD金剛石厚膜形成化學鍵合，使得金屬塗層與CVD金剛石厚膜能夠良好的結合。
[0018]焊接結果如圖5所示，對焊接試樣進行剪切試驗測試結果顯示，所得到的焊接接頭的剪切強度達到350MPa。
[0019]實施例2
一種CVD金剛石厚膜與硬質合金的焊接方法，首先使用雙輝等離子體滲金屬設備對CVD金剛石厚膜生長面進行金屬化處理，然後再使用同一臺雙輝等離子體滲金屬設備將金屬化後的CVD金剛石厚膜生長面與硬質合金基片釺焊在一起；
其中，CVD金剛石厚膜生長面的金屬化處理工藝為:
通過微波等離子體CVD方法、熱絲CVD方法或直流電弧等離子體CVD方法製備得到CVD金剛石厚膜，將CVD金剛石厚膜用去離子水和酒精分別進行超聲清洗5min，用熱風吹乾；將清洗後的CVD金剛石厚膜生長面朝上置於雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐內的基片臺上，選用能夠與碳元素形成強碳化物的Ti作為靶材，靶材與CVD金剛石厚膜生長面之間的距離為18_;待雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐抽真空至IPa以下時，打開源極電源和陰極電源，源極電壓900V，陰極電壓600V，控制壓差為300V，將基片臺升溫至700°C，氬氣作為保護氣體和等離子體激發氣體，其流量為75sCCm，爐內壓力35Pa，工件溫度為700°C，表面金屬化處理時間0.5h，隨爐冷卻時間為2h，最後在CVD金剛石厚膜生長面上形成厚度為2Mffl的金屬化塗層；
CVD金剛石厚膜生長面與硬質合金基片釺焊的焊接工藝包括如下步驟:
O前處理過程:用砂紙對YG6硬質合金基底進行打磨去除表面的氧化物，然後用酒精和丙酮分別對打磨後的硬質合金基底以及厚度為35 μ m的工業用銀焊片進行超聲波清洗5min,吹乾後待用；
2)裝料過程:先在雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐內的基片臺上放置一塊石墨片(防止把試樣焊接到基片臺上)，然後自下而上的順序將CVD金剛石厚膜、助焊劑、銀焊片、助焊劑、硬質合金的順序疊放，最後在上面壓上重物，壓力為2Mpa ；
3)焊接過程:雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐抽真空至IPa以下，以20°C/min的升溫速率升溫至900°C，保溫5分鐘，之後以15°C /min的速率冷卻至500°C，再隨爐冷卻至室溫，最後打開爐子，取出試樣即可。
[0020]實施例3
一種CVD金剛石厚膜與硬質合金的焊接方法，首先使用雙輝等離子體滲金屬設備對CVD金剛石厚膜生長面進行金屬化處理，然後再使用同一臺雙輝等離子體滲金屬設備將金屬化後的CVD金剛石厚膜生長面與硬質合金基片釺焊在一起；
其中，CVD金剛石厚膜生長面的金屬化處理工藝為:
通過微波等離子體CVD方法、熱絲CVD方法或直流電弧等離子體CVD方法製備得到CVD金剛石厚膜，將CVD金剛石厚膜用去離子水和酒精分別進行超聲清洗4min，用熱風吹乾；將清洗後的CVD金剛石厚膜生長面朝上置於雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐內的基片臺上，選用能夠與碳元素形成強碳化物的Zr作為靶材，靶材與CVD金剛石厚膜生長面之間的距離為18_;待雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐抽真空至IPa以下時，打開源極電源和陰極電源，源極電壓600V，陰極電壓340V，控制壓差為260V，將基片臺升溫至900°C，氬氣作為保護氣體和等離子體激發氣體，其流量為80sCCm，爐內壓力50Pa，工件溫度為900°C，表面金屬化處理時間2h，隨爐冷卻時間為2h，最後在CVD金剛石厚膜生長面上形成厚度為2Mm的金屬化塗層；
CVD金剛石厚膜生長面與硬質合金基片釺焊的焊接工藝包括如下步驟:
O前處理過程:用砂紙對YG6硬質合金基底進行打磨去除表面的氧化物，然後用酒精和丙酮分別對打磨後的硬質合金基底以及厚度為40 μ m的工業用銀焊片進行超聲波清洗5min,吹乾後待用；
2)裝料過程:先在雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐內的基片臺上放置一塊石墨片(防止把試樣焊接到基片臺上)，然後自下而上的順序將CVD金剛石厚膜、助焊劑、銀焊片、助焊劑、硬質合金的順序疊放，最後在上面壓上重物，壓力為IMpa ；
3)焊接過程:雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐抽真空至IPa以下，以18°C/min的升溫速率升溫至850°C，保溫10分鐘，之後以12°C/min的速率冷卻至510°C，再隨爐冷卻至室溫，最後打開爐子，取出試樣即可。
[0021]實施例4
一種CVD金剛石厚膜與硬質合金的焊接方法，首先使用雙輝等離子體滲金屬設備對CVD金剛石厚膜生長面進行金屬化處理，然後再使用同一臺雙輝等離子體滲金屬設備將金屬化後的CVD金剛石厚膜生長面與硬質合金基片釺焊在一起；
其中，CVD金剛石厚膜生長面的金屬化處理工藝為:
通過微波等離子體CVD方法、熱絲CVD方法或直流電弧等離子體CVD方法製備得到CVD金剛石厚膜，將CVD金剛石厚膜用去離子水和酒精分別進行超聲清洗3min，用熱風吹乾；將清洗後的CVD金剛石厚膜生長面朝上置於雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐內的基片臺上，選用能夠與碳元素形成強碳化物的Hf作為靶材，靶材與CVD金剛石厚膜生長面之間的距離為18_;待雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐抽真空至IPa以下時，打開源極電源和陰極電源，源極電壓1000V，陰極電壓710V，控制壓差為290V，將基片臺升溫至1000°C，氬氣作為保護氣體和等離子體激發氣體，其流量為60SCCm，爐內壓力45Pa，工件溫度為1000°C，表面金屬化處理時間2.5h，隨爐冷卻時間為2h，最後在CVD金剛石厚膜生長面上形成厚度為8Mm的金屬化塗層；
CVD金剛石厚膜生長面與硬質合金基片釺焊的焊接工藝包括如下步驟:
1)前處理過程:用砂紙對YG6硬質合金基底進行打磨去除表面的氧化物，然後用酒精和丙酮分別對打磨後的硬質合金基底以及厚度為25 μ m的工業用銀焊片進行超聲波清洗5min,吹乾後待用；
2)裝料過程:先在雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐內的基片臺上放置一塊石墨片(防止把試樣焊接到基片臺上)，然後自下而上的順序將CVD金剛石厚膜、助焊劑、銀焊片、助焊劑、硬質合金的順序疊放，最後在上面壓上重物，壓力為1.5Mpa ；
3)焊接過程:雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐抽真空至IPa以下，以10°C/min的升溫速率升溫至880°C，保溫13分鐘，之後以5°C /min的速率冷卻至490°C，再隨爐冷卻至室溫，最後打開爐子，取出試樣即可。
[0022]實施例5
一種CVD金剛石厚膜與硬質合金的焊接方法，首先使用雙輝等離子體滲金屬設備對CVD金剛石厚膜生長面進行金屬化處理，然後再使用同一臺雙輝等離子體滲金屬設備將金屬化後的CVD金剛石厚膜生長面與硬質合金基片釺焊在一起；
其中，CVD金剛石厚膜生長面的金屬化處理工藝為:
通過微波等離子體CVD方法、熱絲CVD方法或直流電弧等離子體CVD方法製備得到CVD金剛石厚膜，將CVD金剛石厚膜用去離子水和酒精分別進行超聲清洗5min，用熱風吹乾；將清洗後的CVD金剛石厚膜生長面朝上置於雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐內的基片臺上，選用能夠與碳元素形成強碳化物的Mo作為靶材，靶材與CVD金剛石厚膜生長面之間的距離為18_;待雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐抽真空至IPa以下時，打開源極電源和陰極電源，源極電壓700V，陰極電壓450V，控制壓差為250V，將基片臺升溫至800 °C，氬氣作為保護氣體和等離子體激發氣體，其流量為70sCCm，爐內壓力40Pa，工件溫度為800°C，表面金屬化處理時間3h，隨爐冷卻時間為2h，最後在CVD金剛石厚膜生長面上形成厚度為IOMm的金屬化塗層；
CVD金剛石厚膜生長面與硬質合金基片釺焊的焊接工藝包括如下步驟:
O前處理過程:用砂紙對YG6硬質合金基底進行打磨去除表面的氧化物，然後用酒精和丙酮分別對打磨後的硬質合金基底以及厚度為20 μ m的工業用銀焊片進行超聲波清洗5min,吹乾後待用；
2)裝料過程:先在雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐內的基片臺上放置一塊石墨片(防止把試樣焊接到基片臺上)，然後自下而上的順序將CVD金剛石厚膜、助焊劑、銀焊片、助焊劑、硬質合金的順序疊放，最後在上面壓上重物，壓力為2Mpa ；
3)焊接過程:雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐抽真空至IPa以下，以12°C/min的升溫速率升溫至860°C，保溫7分鐘，之後以8°C /min的速率冷卻至520°C，再隨爐冷卻至室溫，最後打開爐子，取出試樣即可。
[0023]實施例6
一種CVD金剛石厚膜與硬質合金的焊接方法，首先使用雙輝等離子體滲金屬設備對CVD金剛石厚膜生長面進行金屬化處理，然後再使用同一臺雙輝等離子體滲金屬設備將金屬化後的CVD金剛石厚膜生長面與硬質合金基片釺焊在一起；
其中，CVD金剛石厚膜生長面的金屬化處理工藝為:
通過微波等離子體CVD方法、熱絲CVD方法或直流電弧等離子體CVD方法製備得到CVD金剛石厚膜，將CVD金剛石厚膜用去離子水和酒精分別進行超聲清洗4min，用熱風吹乾；將清洗後的CVD金剛石厚膜生長面朝上置於雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐內的基片臺上，選用能夠與碳元素形成強碳化物的Cr作為靶材，靶材與CVD金剛石厚膜生長面之間的距離為18_;待雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐抽真空至IPa以下時，打開源極電源和陰極電源，源極電壓800V，陰極電壓520V，控制壓差為280V，將基片臺升溫至850°C，氬氣作為保護氣體和等離子體激發氣體，其流量為65SCCm，爐內壓力65Pa，工件溫度為850°C，表面金屬化處理時間Ih,隨爐冷卻時間為2h,最後在CVD金剛石厚膜生長面上形成厚度為5Mm的金屬化塗層；
CVD金剛石厚膜生長面與硬質合金基片釺焊的焊接工藝包括如下步驟:
O前處理過程:用砂紙對YG6硬質合金基底進行打磨去除表面的氧化物，然後用酒精和丙酮分別對打磨後的硬質合金基底以及厚度為30 μ m的工業用銀焊片進行超聲波清洗5min,吹乾後待用； 2)裝料過程:先在雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐內的基片臺上放置一塊石墨片(防止把試樣焊接到基片臺上)，然後自下而上的順序將CVD金剛石厚膜、助焊劑、銀焊片、助焊劑、硬質合金的順序疊放，最後在上面壓上重物，壓力為IMpa ；
3)焊接過程:雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐抽真空至IPa以下，以15°C/min的升溫速率升溫至890°C，保溫15分鐘，之後以10°C /min的速率冷卻至480°C，再隨爐冷卻至室溫，最後打開爐子，取出試樣即可。
【權利要求】
1.一種CVD金剛石厚膜與硬質合金的焊接方法，其特徵在於:首先使用雙輝等離子體滲金屬設備對CVD金剛石厚膜生長面進行金屬化處理，然後再使用同一臺雙輝等離子體滲金屬設備將金屬化後的CVD金剛石厚膜生長面與硬質合金基片釺焊在一起； 其中，CVD金剛石厚膜生長面的金屬化處理工藝為: 將CVD金剛石厚膜用去離子水和酒精分別進行超聲清洗，用熱風吹乾；將清洗後的CVD金剛石厚膜生長面朝上置於雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐內的基片臺上，選用能夠與碳元素形成強碳化物的金屬作為靶材，並控制CVD金剛石厚膜生長面與靶材之間的距離為.18-20mm ;待雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐抽真空至IPa以下時，打開源極電源和陰極電源，壓差為250-300V，將基片臺的溫度升至700-1000°C，氬氣作為保護氣體和等離子體激發氣體，其流量為60~80sccm，爐內壓力35_65Pa，表面金屬化處理時間0.5_3h，隨爐冷卻時間為2h，最後在CVD金剛石厚膜生長面上形成厚度為2-10Mm的金屬化塗層； CVD金剛石厚膜生長面與硬質合金基片釺焊的焊接工藝包括如下步驟: O前處理過程:用砂紙對硬質合金基底進行打磨去除表面的氧化物，然後用酒精和丙酮分別對打磨後的硬質合金基底以及厚度為20-40 μ m的工業用銀焊片進行超聲波清洗，吹乾後待用； . 2 )裝料過程:先在雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐內的基片臺上放置一塊石墨片，然後自下而上的順序將CVD金剛石厚膜、助焊劑、銀焊片、助焊劑、硬質合金的順序疊放，最後在上面壓上重物,壓力為l_2Mpa ； . 3)焊接過程:雙輝等離子體滲金屬設備的真空爐抽真空至IPa以下，以10-20°C /min的升溫速率升溫至850-900°C，保溫5-15分鐘，之後以5-15°C /min的速率冷卻至.480-520°C，再隨爐冷卻至室溫，最後打開爐子，取出試樣即可。
2.根據權利要求1所述的一種CVD金剛石厚膜與硬質合金的焊接方法，其特徵在於:所述的CVD金剛石厚膜是通過微波等離子體CVD方法、熱絲CVD方法或直流電弧等離子體CVD方法製備得到的。
3.根據權利要求1或2所述的一種CVD金剛石厚膜與硬質合金的焊接方法，其特徵在於:在CVD金剛石厚膜生長面的金屬化處理工藝中，所述的靶材為T1、W、Mo、Cr、Nb、Zr、Ta或Hf。
【文檔編號】B23K1/008GK103894695SQ201410161098
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月22日 優先權日:2014年4月22日
【發明者】於盛旺, 高潔, 申豔豔, 黑鴻君, 寧來元, 安康, 賀志勇 申請人:太原理工大學