PCD真空焊接技术研究

发布时间: 2020-06-20 发布者: 富耐克应用研究中心

焊接技术在PCD复合片的应用中不可或缺,真空焊接具有焊接温度精确、加热均匀、同时焊接点数多、焊后无需表面处理等优点。真空焊接的刀具产品尺寸不能太大,需要必须能放进真空炉。同时,刀具材料必须能承受焊接过程的温度变化而保持自身的性能不变。真空焊接工艺尤其适合大批量生产的尺寸较小且能整体受热的PCD刀具,而且一次可以焊接多个点位,但不适合尺寸较大或者仅能接受局部加热的PCD产品的焊接加工。

对于PCD刀具产品,真空焊接工艺可以分为入炉前的准备工作、炉内真空焊接工艺。准备工作:对于待真空焊接的PCD刀具产品,选择合适的真空焊料(通常是焊膏),并正确涂抹到刀片槽上,然后将刀片放置到需要的位置固定,待焊膏固化;炉内:将处理好的PCD刀具产品放置到真空炉内,密封、持续地抽真空,在真空状态下按程序进行加热、熔化焊料、完成焊接动作、降温和出炉。真空焊接的目的是让熔融的焊料在毛细吸管的作用下,均匀地分布到焊缝的各个部位,从而达到理想的焊接效果。

(一)真空焊焊前准备的影响因素如表1所示。

表1

影响因素

指标

结果

需要选择合适的焊料

很好的发生融合反应

建议选择低熔点Ag基焊料

焊接界面粗糙度

Ra:0.7-1.6

表面太光滑影响基体-焊料-刀片之间的扩散反应;表面太粗糙导致焊料流动性差

焊缝尺寸

0.05-0.2mm

太大使强度减弱;太小则毛细作用不够

刀粒表面状态

去除氧化层、污渍等

易造成虚焊

真空度

10-3

太小则影响强度和外观

最大加热速率

不造成偏析

加热速率直接影响效率

(二)工艺条件

当温度在固相线以下时,焊料本身相对稳定,不会出现软化、变质等问题; 当温度高于液相线后,焊料将完全融化,且还保持合金时的性能;但当温度处于固相线与液相线二者之间时,如果时间不长,焊料只是处于软化或部分融化状态,不会质变;如果长期处于这个温度区间,会出现偏析。一旦出现偏析,焊料的性能就会发生改变,影响焊接效果。因此在焊接过程中,要让温度快速从固相线升到液相线以上,不让焊料出现偏析的可能,从而更好地保证焊接质量稳定。工艺条件如表2所示。

表2

工序名称

作用

说明

初期升温

升温

根据设备条件调节快慢,只影响效率

固相线下保温

让刀具在安全温度下保温,达到一致

保温时间由设备、装炉量决定,一般为10-40min

突破液相线

快速越过危险温度区域

升温速度越快越好,太慢易造成偏析

液相线上保温

毛细作用-焊接

保温时间由设备、装炉量、焊缝尺寸决定

随炉降温

完成焊接

温度降低后取出,否则易被空气氧化

在特定温度范围内,钎料润湿性与焊接温度成正比;同一钎焊温度下,焊接强度随着保温时间的延长先升高后降低;阻流剂适用于外观要求高的产品,它能有效防止钎料粘接于非焊接面。

综上所述,对于PCD刀具来说,采用真空焊接工艺可以有效的排除空气对PCD的影响,使刀具保持良好外观。真空炉中加热温度均匀,产品变形小,刀具不容易产生裂纹。在工艺稳定的情况下,每炉的产品品质一致,尤其适合小尺寸PCD刀具的大批量生产。

返回顶部