PCD高頻焊接技術(shù)研究

PCD刀具的焊接技術(shù)對于其使用具有至關(guān)重要的作用。高頻焊是指利用電磁感應(yīng)原理，使電磁能在釬料和工件中轉(zhuǎn)化為熱能，將釬料加熱到熔融狀態(tài)，然后將工件焊接在一起的焊接方法。高頻焊的優(yōu)點是能快速加熱，可以保證工件的尺寸精度，設(shè)備投資少，釬焊工藝易掌握。

PCD刀具焊接過程中的注意事項如下：

1.熱穩(wěn)定性

PCD在大氣壓下是亞穩(wěn)態(tài)，PCD刀具的臨界釬焊溫度約為750?C，在此溫度下金剛石被鈷反催化成石墨的速率會很高。實驗數(shù)據(jù)表明確切的臨界釬焊溫度取決于PCD的種類，一般情況下，臨界釬焊溫度隨著金剛石粒度的降低而降低。

2.熱膨脹系數(shù)

PCD的料層是脆性材料，料層材料和刀體材料的熱膨脹系數(shù)相差過大時會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力并可能導(dǎo)致釬焊缺陷的產(chǎn)生。

3.刀槽設(shè)計

如果刀頭要懸出刀體，則建議懸出的長度＜100μm，避免刀頭在焊接的過程中產(chǎn)生裂紋。

4.焊接面積

對于釬焊刀具，建議焊接面積（單位為mm2）＞100*f*ap，以保障刀片承受切削負(fù)載。

5.焊料

高頻焊接PCD刀具時溫度不宜超過720℃，以避免金剛石層石墨化，致使金剛石層受到熱損傷，進而影響PCD刀具的表面質(zhì)量，降低使用壽命。所以，建議焊接PCD刀具時一般都選用低溫Ag基釬料，熔化溫度約為680-705℃，工作溫度約為690℃，剪切強度為250-300MPa。

6.助焊劑

助焊劑可以去除硬質(zhì)合金表面的氧化物并防止其在加熱過程中氧化，有助于焊料更好的浸潤。建議助焊劑的工作溫度應(yīng)該和焊料相似，助焊劑的初始工作溫度低于焊料的初始工作溫度，例如焊料的熔點680-705℃，助焊劑的工作溫度650-750℃。

7.釬焊保溫時間

即使在相對不高的釬焊溫度下保持較長的恒溫時間，金剛石層也會受到比較嚴(yán)重的熱損傷。隨著釬焊恒溫時間的增加，金剛石表面的鈷及其氧化物逐漸增多，恒溫時間延長至60s時，金剛石晶粒上會出現(xiàn)因氧化而產(chǎn)生的皺紋和黑斑，金剛石層的熱損傷加劇。熱損傷會影響金剛石層的表面平整性，增大刀具前刀面的摩擦因數(shù)，進而降低刀具的使用壽命并影響被加工工件的表面質(zhì)量。所以在保證釬焊強度的同時，PCD刀具的高頻感應(yīng)釬焊過程應(yīng)采用較短的恒溫時間以保證PCD刀具的性能。

8.界面光潔度

界面的光潔程度對釬料浸潤性影響很大，釬料在界面潤濕性的排序為：拋光面＞磨削面＞細噴砂面＞粗噴砂面。因為焊接表面粗糙度越小，釬料的流動阻力越小，鋪展會更充分，潤濕母材效果更好。

綜上所述，PCD高頻焊接質(zhì)量的主要影響因素有焊料種類、釬焊溫度、釬焊保溫工藝等，在實際應(yīng)用過程中，需要根據(jù)不同PCD牌號進行焊接工藝的確定，以獲得高質(zhì)量焊接刀具。