申请人:武汉工程大学
发明人:马志斌 任昱霖
摘要: 本发明提供了一种用于焊接CVD金刚石与硬质合金的装置、方法及其应用,所述装置包括:一石墨模具,所述石墨模具包括容纳CVD金刚石与硬质合金的试样腔以及与所述试样腔配合的盖体;一焊接腔室,所述焊接腔室内包括升温装置、进气口及抽气口;所述升温装置与所述石墨模具连接,用于对所述石墨模具加热;所述进气口与保护气体进入装置连接,用于向所述焊接腔室内通入保护气体;所述抽气口与抽真空装置连接,用于对所述焊接腔室进行抽真空。本发明方法保证了CVD金刚石与硬质合金的焊接过程在高真空,有保护性气氛的环境中进行,避免了大气中有害气体对焊接界面性能的影响,显著提高了硬质合金与CVD金刚石焊接的质量与连接处的稳定性,提高了焊接的效率。 主权利要求:1.一种用于焊接CVD金刚石与硬质合金的装置,其特征在于:所述装置包括:一石墨模具,所述石墨模具包括容纳CVD金刚石与硬质合金的试样腔以及与所述试样腔配合的盖体;一焊接腔室,所述焊接腔室内包括升温装置、进气口及抽气口;所述升温装置与所述石墨模具连接,用于对所述石墨模具加热;所述进气口与保护气体进入装置连接,用于向所述焊接腔室内通入保护气体;所述抽气口与抽真空装置连接,用于对所述焊接腔室进行抽真空。
2.根据权利要求1所述的用于焊接CVD金刚石与硬质合金的装置,其特征在于:所述升温装置包括感应线圈,所述感应线圈围绕在所述石墨模具外表面。
3.如权利要求1-2任一项所述的焊接CVD金刚石与硬质合金的方法,其特征在于:所述方法包括:提供一石墨模具,所述石墨模具包括容纳CVD金刚石与硬质合金的试样腔以及与所述试样腔配合的盖体;将所述硬质合金放入所述石墨模具的试样腔中,所述CVD金刚石叠放在所述硬质合金表面,所述CVD金刚石朝向所述硬质合金一侧的表面涂有焊料;将所述石墨模具的盖体朝所述CVD金刚石与硬质合金的方向拧入;提供一焊接腔室,所述焊接腔室内包括升温装置、进气口及抽气口;将所述石墨模具放入焊接腔室内,所述升温装置对所述石墨模具加热;通过所述抽气口对所述焊接腔室进行抽真空,通过所述进气口向所述焊接腔室内通入保护气体,控制升温装置的温度使石墨模具温度升高并恒温;在真空状态下,控制升温装置的温度来冷却所述石墨模具,去真空后取出石墨模具,打开石墨模具取出焊接完成的CVD金刚石与硬质合金结合件。
4.根据权利要求3所述的焊接CVD金刚石与硬质合金的方法,其特征在于:所述升温装置包括感应线圈,控制所述升温装置的温度包括:增大或减小感应线圈的电流。
5.根据权利要求3所述的焊接CVD金刚石与硬质合金的方法,其特征在于:所述升温装置对石墨模具加热至所述CVD金刚石与硬质合金的温度为780-850℃,温度上升时间30-60秒;恒温时间为2-3分钟;所述冷却时间为120-180秒;所述焊接腔室内真空大于0且≤10pa。
6.根据权利要求4所述的焊接CVD金刚石与硬质合金的方法,其特征在于:所述感应线圈加热的频率为100-200kHz。
7.根据权利要求3所述的焊接CVD金刚石与硬质合金的方法,其特征在于:在所述硬质合金放入所述石墨模具的试样腔步骤之前,所述方法还包括:将待焊接的CVD金刚石与硬质合金进行清洗。
8.根据权利要求7所述的焊接CVD金刚石与硬质合金的方法,其特征在于:所述清洗包括:将CVD金刚石的焊接面进行氢等离子体清洗,用去离子水对CVD金刚石和硬质合金进行超声清洗去除表面浮尘,干燥。
9.根据权利要求3所述的焊接CVD金刚石与硬质合金的方法,其特征在于:所述焊料为Ag-Cu-Ti或Cu-Sn-Ti;所述保护气体选自氢气或者氩气,气体流量500-1000毫升/分钟。
10.如权利要求3-9任一项所述的焊接CVD金刚石与硬质合金的方法的应用,其特征在于:焊接后的CVD金刚石与硬质合金结合件用于制备钻头齿。