Виды присадочных материалов, используемых для пайки алмазных инструментов

Технология алмазной пайки относится к технологии, в которой используется присадочный материал, способный вступать в химическую реакцию с частицами алмазного абразива и образовывать металлургическую связь со стальной подложкой. Существуют различные типы процессов алмазной пайки, которые в зависимости от метода нагрева можно разделить на лазерную пайку, индукционную пайку и высокотемпературную-пайку.

 

 

Принцип пайки алмазных инструментов заключается в использовании элементов с высоким сродством к углероду (таких как Ti, Cr и Zr), которые вступают в химическую реакцию во время пайки, образуя карбиды и таким образом достигая металлургической связи между алмазом, присадочным металлом и подложкой. Для паяных алмазных инструментов выбор присадочного металла напрямую определяет производительность паяного алмазного инструмента.

 

 

Обычные металлические припои трудно смачивать и наносить на поверхность алмаза. В то время как расплавленный никель имеет относительно небольшой угол смачивания поверхности алмаза при высоких температурах, медь не смачивает поверхность алмаза при высоких температурах. Однако добавление титана к меди значительно улучшает смачиваемость сплавов на основе меди - поверхности алмаза.

 

В настоящее время припои, используемые для алмазных инструментов, можно условно разделить на:

Твердоплавкие-припои из сплавов, в основном на основе никеля (например, Ni-Cr) и низко--припои из сплавов, в основном на основе серебра и меди (например, Cu-Sn-Ti, Ag-Cu-Ti и Ag-Cu-Cr).

 

 

 

По сравнению с припоями на основе никеля-и меди{1}}припои на основе серебра-имеют более низкие температуры плавления и хорошие свойства смачивания и растекания. Серебро-медь-титановые сплавы имеют низкие температуры ликвидуса, что более благоприятно для производства алмазного инструмента. Добавление небольшого количества частиц титана к металлическому серебру может усилить эффект пайки; активный элемент титан реагирует с углеродом в алмазе с образованием карбида титана (TiC). Однако из-за высокой цены на серебро и требований к высокому вакууму для титана стоимость пайки высока; в то же время этот припой обладает относительно слабой силой удержания алмаза, что делает его склонным к отслоению в процессе работы. Поэтому его применение при пайке алмазным инструментом не получило большого распространения. Припои на основе серебра-часто используются в особых ситуациях, когда требуется низкая износостойкость.

 

 

Медь — это металл, используемый в кабелях, который обладает хорошей коррозионной стойкостью. Металлическая медь широко используется в энергетике и химической промышленности, но ее высокая стоимость в некоторой степени ограничивает ее масштабы. Припои на основе меди-в основном делятся на медь-олово-титан и медь-олово-цирконий-титан. Согласно фазовой диаграмме металлического сплава Cu-C растворимость элемента C в Cu практически равна нулю. Поэтому металлическую медь обычно смешивают с другими металлами для получения смешанных припоев для улучшения прочности паяного соединения. Из-за относительно высокой температуры плавления меди необходима высокая температура пайки, что может вызвать графитацию алмаза. Добавление олова может снизить температуру реакции и сэкономить затраты. В регионах с хорошими условиями труда и низкими требованиями к износостойкости можно выбрать припои на основе меди-или серебра-, чтобы снизить степень графитизации алмаза.

 

 

Припои на основе никеля-обладают высокой твердостью, хорошей коррозионной стойкостью, хорошей износостойкостью и хорошими-температурными характеристиками и широко используются в аэрокосмической области. С момента своего создания припои на основе никеля- подверглись обширным фундаментальным и прикладным исследованиям, а их коммерческому развитию также уделялось значительное внимание. Сплавы Ni-Cr обычно используются для припоя для алмазных инструментов. При использовании припоев на основе никеля-для пайки алмазных инструментов они дополняют преимущества друг друга, а инструменты можно использовать в высокопрочных-режущих, шлифовальных и сверлильных операциях.

 

 

 

Из-за возрастающей сложности обработки материала исходные припои на основе серебра-, меди{1}}и никеля-, используемые при производстве алмазных инструментов, больше не могут соответствовать более высоким требованиям обработки, таким как увеличение прочности инструмента при сохранении его прочности в существующих условиях пайки или снижение внутреннего напряжения инструмента. Многие ученые предложили концепцию композитных припоев, позволяющую еще больше улучшить характеристики паяных инструментов за счет добавления твердых или мягких частиц в припой: добавление керамических частиц Al2O3 нано- и микронного- размера в припой Ag-Cu-Ti повышает прочность паяного соединения и помогает улучшить износостойкость инструмента; добавление частиц μ-TiC в композитный припой Ag-Cu{{12}Ti повышает износостойкость припоя и алмаза, предотвращает образование трещин в алмазном шлифовальном круге при пайке; добавление различных количеств Hf для улучшения припоя, не содержащего Ni-Cr-Si-Cu-Sn, бора-, позволяет снизить температуру плавления припоя и улучшить зернистую структуру.

 

Преимущества и недостатки нескольких различных припоев

 

Компания Huice поставляет различный алмазный инструмент для пайки с острой заточкой, доступными ценами и прямыми продажами от производителей. Добро пожаловать, чтобы узнать.

Свяжитесь сейчас

 

 

Ссылка:

• «Анализ припоев для пайки алмазными шлифовальными частицами» Хоу Мяо
• «Развитие пайки и диффузионной сварки в производстве алмазного инструмента» Ли Шэннань