Ni、 Co. Mn. Si. Ti. Cr是能夠?qū)崿F(xiàn)與金剛石成鍵連接,結(jié)合性能良好的元素。
Ni-- Ni 與金剛石有較強(qiáng)的連接性能,能在金剛石表面形成一層附著力強(qiáng)的Ni膜,但Ni與C形成碳化物困難。Ni 具有良好的抗腐蝕性、抗氧化性、熱強(qiáng)韌性和塑性,Ni與Cu可以無(wú)限互溶,與其它金屬元素又有很好的互溶性。Ni適于做研磨性金剛石磨具的釬料。
Co- Co 既能對(duì)金剛石產(chǎn)生較大的附著力,同時(shí)還能降低Co與金剛石之間的界面張力,形成碳化物,并且Co與其它元素也有較好的相溶性,但由于我國(guó)Co資源匱乏,Co價(jià)格昂貴。因此,很少用于釬Mn- -Mn 可降低與金剛石之間的界面張力,能形成MnC系列碳化物,韌性及耐磨性良好,同時(shí)起到降低釬料熔點(diǎn)、提高釬料流動(dòng)性的作用。但Mn在真空中易揮發(fā)。因此,含Mn量高的釬料不適合真空釬焊。
.上述3種金屬元素與金剛石的結(jié)合性良好,但熔化溫度較高。非金屬元素Si 和B是既與金剛石有較好結(jié)合性能,又能大幅度降低釬料熔化溫度的元素,同時(shí)還能提高釬料的抗氧化性,改善鋪展性與潤(rùn)濕性。但Si與Ag和Cu的溶解度小,B與Ni的溶解度小,Si和B還會(huì)增加釬料的脆性。因此,Si和B在.釬料中的含量應(yīng)控制在4%之內(nèi)。
要獲得較低熔點(diǎn)的焊接金剛石的釬料,除了要有能與金剛石實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度連接的元素之外,還要有低熔點(diǎn)的連接元素。Ag、Cu、2n、. Sn 是常用的低熔點(diǎn)釬料。但這些純金屬元素對(duì)金剛石的接觸角均在100°以上,不能潤(rùn)濕金剛石,無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)金剛石良好的焊接。因此,需要在低熔點(diǎn)金屬及其合金中添加微量強(qiáng)碳化物形成元索,即那些對(duì)C原子有強(qiáng)烈親和力,能形成穩(wěn)定碳化物的元素。-般說(shuō)來(lái),凡是原子結(jié)構(gòu)中d層或f層未充滿電子的過(guò)渡族元素均能改變合金與金剛石之間的界面狀態(tài),提高合金溶液對(duì)金剛石的潤(rùn)濕性。Ti. Cr, W是常用的強(qiáng)碳化物形成的元素。
Ti-一-Ti是能與金剛石實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度連接的元素,同時(shí)也是強(qiáng)碳化物活性元素,可在金剛石表面生成TiC,對(duì)金剛石的潤(rùn)濕性好,另外Ti的抗腐蝕性好,Ti與Cu和Ni形成的共晶合金具有熔點(diǎn)低,流動(dòng)性好的特點(diǎn)。因而Ti是較好的金剛石焊接元素。
Cr-- Cr 同樣是一-種高強(qiáng)度連接元索和強(qiáng)碳化物形成元素,在一-定條件下,Cr 與金剛石中的C反應(yīng),生成CnC和CrCx碳化物,Cr能提高釬料的抗氧化性、抗腐蝕性和熱強(qiáng)性,但對(duì)降低釬料熔化溫度無(wú)改善。
W-- W 是強(qiáng)碳化物形成元素,在一定熱力學(xué)條件下,能與金剛石中的C反應(yīng)生成wC, W與金剛石的線膨脹系數(shù)接近,在釬料中加入適量的w,有利于降低焊接應(yīng)力。但W是難熔金屬,會(huì)使釬料熔化溫度升高,流動(dòng)性變差。