Припой для пайки алмазоносной металлокерамической матрицы со стальным корпусом инструмента Советский патент 1993 года по МПК B23K35/32 

Изобретение относится к производству алмазного инструмента, используемого в горнодобывающей, геолого-разведочной, камнеобрабатывающей и других отраслях промышленности для пайки алмазоносной МеталлокерамическОй матрицы к стальному корпусу в условиях твердофазного спека.ния.. Известен припой,прёДставляющий собой смесь 0,5-3 мас.ч, карбида молибдена с одним или несколькими борйдамй железа, никеля, кобальта атдкжвдМо сетбыть взята смесь карбида-с никелем и элементарным бором. Этот припой не может быть использован для пайки алмазоноснрй матрицы к стальному корлусу, так как во время пайки под ысрким давлением образуетсй жидкая фаза, 00 всему объему припйяннбго: материала .которая проойтыэзет алмазрсрдзржащую матрицу и размягчает ее;. Известен припо(1,содержа1щий никель ti боридь для Г1;айки металло сера йчекой алмазоносной матрйцЦ со стальным корпусом йнст(эумёнта, содержащий (О у прненты в следующем сортношенйи, мае: :бориды 5-25 нйкель -- остальное ; v Однако-примёнвн1ге-г1 зйпояданнр ;става требует прёдбэйительной активаций стальной поверхности, например гальванопокрь1тие контакту1рующей стЙлЬнрй прверхности никелем, что связано с Ц1елы|у1рялом , техйолргическйх труднрст€ й, и незначительное отклонение от т ёхнолргйИ: ведет k нёнадежнрстипайкь ПриэтоМ пайка с4аннЫм припоем выг1оЛйяется при повышенНУ X давлениях.-Л, . Целью изобретения является поеМше;Ше прочности с6ёдин.ения упрощ(ние технояогйй пайки давления при пййке алмазного инструмента. Поставленная цель дойтУ1гается тем, что прйгюй на основе;никеля и бб1эйда дополнительно содержит карбид циркония; при следующем соотношений компонентов, мас.%: Карбид циркония3-8 БориДы3-8 НйкеЛьОстальное . Введение карбида циркония к смесй никеля и боРИДОВ способствует активации стальной поверхности, а также появлению Жидкой металлической фазы в мйкрообьемах при более низкой температуре, чем в чистом никеле. За счет активации стальной поверхности карбидом циркония и образования жидкой фазы в контакте с карбидом .циркония и борйдамй п|эи пониженных температурах процесс пайки при твердофазном спекании проводят при давлениях на 3-5 кбар ниже, чем с припоем без добавки карбида циркония. В свою очередь, снижение давления при изготовлении алмазного инструмента при твердофазном спекании под давлением позволяет использовать более простую аппаратуру высокого давления, увеличивает срок ее работы и снижает энергозатраты. Выбор пределов компонентов объясняется тем, чтр наличие карбидациркония меньйе 3 мас.% недостаточно для активации стальной поверхности, а содержание борида в количестве менее 3 мас.% не обеспечивает достаточного для пайки количества жидкой металлической фазы. Верхние пределы компонентов объясняются тем, что большее содержание карбида вместе с боридами снижает прочностные характеристики припоя и приводит к проникновению ЖИДКОЙ фазц в/ алмазосодержащую матри-. цу- - - л ; . .: . . Пример Т.Смесьпорошка для припоя. :всрстаBet мас.%:/ . ; Карбид циркония5. .; ;Борид1ы 5 V ;Никёль90 которым спекают алмазоносную мёталлокерамическую матрицу со стальным корпусом под давлением 8 кбар и температуре 900°С. П; р и мер . Смесь порошков для припоя в составе, мас.%: Карбид циркония3 БоридЫ/ :, .8 Никель .89 которым спекают алмазоносную металлокерамическую матрицу со стальным корпусом инструмента под давление 10 кбар и температуре 1000°С... Л РИМ ер 3. Смесь порошков для припоя в-составе, мас.%:;. Карбид циркония8 Бориды8 Никель: 84 которым спекают алмазоносную металлрке- рамическую матрицу со стальным корпусом инструмента под давлением 6 кбар и температуре . Буровые коронки, изготовленные с применением нов&го припоя, имеют по сравнению с-коронками, изготовленными попрототипу, более высокую работоспособность на предельных форсированных режимах за счет отсутствия отслоения матрицы и сколов.. Применение нового припоя позволяет исключитьоперацию по активации стальной поверхности, что упрощает технологию из-. готовления. Снижение давления на 3-5 кбар упрощает аппаратуру высокого давления, снижает ее металлоемкость и уменьийет энергозатраты. Так. например, испытание буровых геолрго-разведочных коронок диаметром 59 мм, изготовленных по примерам 1-3 в условиях вращательного ударного бурения на cfaHKe СВУБ-3 ри бсевом усилии 1900 кг и частоте вра1цёния 900 рб/мин, показывает скорость бурения по граниту до 25 см/мин. При этом у этих коронок не наФ о р м у л а if 3 о б р а т е н и я ПРИПОИ ДЛЯ ПАЙКИ АЛМАЗОНОС,НОЙ МЕТАЛЛОКЕРАМИЧЕСКОЙ МАТРИЦЫ СО СТАЛЬНЫМ КОРПУСОМ ИНСТРУМЕНТА, содержащий никель и бориды, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности соединения, блюдается отслоения матрицы, тогда как у коронок, изготовленных по прототипу при нных форсированных режимах, наблюдается отслоение матрицы - 18% от количества испытанных. (56) Патент ФРГ № 1558902, кл. 49 h 35/32, опублик. 17.08.72. Авторское свидетельство СССР Г 650759, кл. В 23 К 35/32,1977. упрощения технологии пайки и снижения давления при пайке, он дополнительно содержит карбид циркония при следующем соотношении компрнентов, мае %: Карбид циркония3-8 Бориды3-$ НикельОстальное