专利名称:钎焊复合压块工具的制作方法
本发明涉及结合磨料颗粒压块的工具,特别是涉及在其上镶嵌有这种压块的钻探工具和切削工具及其制造方法。这种磨料颗粒压块工具在石油和天然气开采的钻头和采矿方面有特殊的用途。
一种磨料颗粒压块是一种磨料颗粒的多晶体,例如金刚石和(或)立方氮化硼被结合在一起形成一个整体的。不易磨损的高强度块。这样的组件可以颗粒之间本身自相粘结在一起;或用介于颗粒间的粘结介质粘结在一起,或可由上述二者的结合使颗粒粘结在一起。例如,美国专利3,136,615;3,141,746和3,223,988。这里被称为复合压块的受到支撑的磨料颗粒压块是一种粘结在衬底材料上的磨料颗粒压块,例如粘结的碳化钨。这种形式的压块在美国专利3,743,489;3,745,623和3,767,371中描述过了。将磨料颗粒压块粘到衬底上的粘结工序,可以在形成磨料颗粒压块之时;也可在其后进行。
复合压块作为钻头上的切削元件具有特别的用途。这些压块可用各式各样的工艺直接焊接到钻头的顶部。美国专利4,156,329建议把预先镀锡的包覆金属的压块以炉内焊接方式焊到在钻头顶部所形成的凹处。美国专利4,186,628建议;通过把压块置于模子中,以粉末填充模子的钻顶部分,然后把低温浸渗钎料倒入模中,以形成含有镶嵌于其内的压块的钻头顶部。用这种方法把压块切削刀具焊接到钻头顶部,美国专利4,098,362提议的钻头同后者建议相同,其中,使切削刀具的倾角为10°和25°之间。
另一种选择方案是,复合压块可被焊接在一个延伸的双头螺柱上或衬底上,然后把该双头螺柱焊接在钻顶上。此双头螺柱提供较大的焊接到钻头顶部面积。它也提供对磨料压块的较大支撑,从而增加其抗冲击性能。把复合压块焊接到双头螺柱上有二种形状一种是垂直圆柱体形状,如美国专利4,200,159;和一种是有斜角的形状,例如美国专利4,265,324。
虽然把一个复合压块焊接到双头螺柱上或衬底上的好处是明显的,但在完成实际焊接中还碰到一些问题。特别是注意到磨料部分是自身粘结的和用金属浸渗粘结的复合压块,如美国专利3,745,623所描述那样;和市场上以Compax和Syndite商标购到的复合压块,如果曝露于超过大约700℃温度下,易受热损伤。(这里所用的“自身粘结”是指磨料颗粒直接彼此粘结在一起)这种损伤可认为是由于磨料和金属相的热膨胀系数不同所引起的。在高温也有由于石墨化或氧化所致的颗粒自身递降分解的危险。这种递降分解形式被认为是关系到所有形式的磨料颗粒压块。因此,具有小于700℃液相线的钎焊合金,开始时曾被利用于把复合压块焊接到双头螺柱或衬底上去,可惜,这种低温钎焊合金由于它们特有的低粘结强度,在市场上仅有有限的适用性。
在把复合压块焊接到衬底上去的一个主要突破是由Knemeyer在美国专利4,225,322和4,319,707公布的。Knemeyer方法允许使用高温钎焊合金供焊接复合压块到衬底上去。这样的高温钎焊合金又提供显著增大的粘接强度。虽然此Knemeyer方法和装置允许用高温钎焊合金,但在选择一种合适的合金方面产生了困难。例如,Anaconda 773填充金属,最初在Knemeyer专利中被提出,现在认为它同被粘结的碳化物块有不合要求的作用。
在钎焊材料选择上的复杂性是由于这样的事实该钎焊不仅须适合于把一个复合压块支座粘结到一个衬底上去,而且它还须能够经受随后加工条件和作业条件。例如,一种普通加工方法包括首先把钎焊的工具镀锡,然后将预先镀锡的工具进行炉内钎焊,使切削件放入一个钻头顶部,如美国专利4,156,329那样(见上)。用现有的钎焊材料所制的钎焊接头难以经受镀锡和炉内钎焊这样的作业。在这些作业中,其粘结强度是特别有限的,因为据信此粘结在初始钎焊作业后,它是处于拉伸应变状态下。最后,为了在典型的钻探环境中发挥作用,人们认为此钎焊接头必须被设计成能经受在氧化气氛下的高达约400℃的温度,如当碰到复杂的地层时,它同时还能经受不断的冲击负荷。
本发明的概括说明本发明涉及一种工具,该工具包括一种液相线实际上在700℃以上的钎焊填充金属钎焊到衬底上的复合压块。此工具的改进组件包含一种钎焊填充金属,该金属是具有下列范围(以重量计)的成分的合金金 18-39,5% 金 34.5-36.0%镍 3.5-14.5% 镍 13.5-24.5%钯 2.5-10.5%和最好是 钯 9.5-10.5%锰 7.5-9% 锰 9.0-10.5%铜 余量 铜 余量此钎焊合金的液相线温度实际上不超过约1004℃。把复合压块的支座用钎焊合金焊到一个衬底上的方法是本发明的另一方面。有利的是,该压块选自多晶立方体氮化物和金刚石的复合压块。支座和衬底也由从下列一组中遴选出来的材料组成碳化钨、碳化钛、碳化钨钼和碳化钽,其中用于粘结碳化物的金属粘结材料从下列一组中遴选出来钴、镍、铁和它们的混合物,其中还有形成稳定氮化物或硼化物的一种单质金属,或一种形成稳定氮化物或硼化物的金属合金,支座和衬底虽然不必是同品位的,但最好用同类型的碳化物材料。
本发明的优点包括形成一种具有改善强度的合金粘结。另外一个优点是对随后的加热,例如通过镀锡、炉内钎焊作业条件以及它们的结合,具有稳定性的合金粘结。再有一个优点就是合金粘结的可靠性与重现性被大幅度地改善。这些和其它优点对于本发明所披露技术的熟练人员将是显而易见的。
附图的简短说明图1是按照本发明特色组件的一个局部透视图;
图2是用于加工按照本发明组件的设备示意图;
图3是由本发明钎焊合金在不同高温下所获得的剪切强度曲线图;和图4是一个如实施例1所描述的、供实验用并经改进的试验夹具示意图。
附图将结合以下说明详细地描述。
图1表示按照本发明的一个实施例的工具11。工具11包括一个复合压块13,双头螺柱或衬底15和一连续填充金属薄层17(为了解说方便,未按比例,画得稍大)介于其间并把衬底15沿着界面16粘接到压块13上。此压块形状可以改变以适应特殊的用途,例如界面16与衬底15的主体可成交角。
复合压块13包括一个多晶微粒体或粘结的磨料颗粒层19,和一支座或基层21,最好是把碳化物沿界面23粘结到压块13上。压块19的被粘结的磨料颗粒可以是金刚石和(或)立方氮化硼。碳化物支座21也在对面设有处理面25。在一个较好的实施例中,压块13的层19由至少70(体积)%金刚石组成,最好超过90(体积)%,该金刚石处于本身粘结的状态,如在美国专利3,745,623中详细解释的那样。其余30(体积)或再少些主要是由粘结碳化物体21的粘结材料,最好是钴(或合金)组成。此粘结材料在高温/高压制造过程中被渗入层19,作为第一相金刚石的第二相。另一可供选择的实验例中,压块13可由按照美国专利3,743,489或3,767,371构成的氮化硼硬相层19组成。虽然在这些参考文献中仅公开了立方氮化硼,但硬的六方结构氮化硼可全部或部分地代替立方结构的氮化硼。
衬底15最好是由粘结的碳化物组成并且最好是同支座21是同型的碳化物。由于碳化物的硬度和抗冲击性能,粘结的碳化物是可取的,特别是用于钻头。填充金属17是一种高温度。高强度钎焊填充金属,其液相线大于700℃。这一温度一般被承认是自身粘结金刚石和氮化硼复合压块的阈值递降分解温度,该复合压块在耐磨层内有第二相金属相。本发明高强度钎焊合金有下列名义成分(以重量计)配方 宽范围 第一优先范围金 18-39.5% 34.5-36.0%镍 3.5-14.5% 13.5-24.5%钯 2.5-10.5% 9.5-10.5%锰 7.5-9.0% 9.0-10.5%
铜 余量 余量钎焊合金应具有一个实际上不超过约1004℃的液相线温度,而且此液相线温度从约700℃广阔地延伸到1004℃。第一个优先选用的钎焊合金(称为钎焊合金R1 46,从GTE Wesgo,Belmont,Ca.购得)的液相线温度为1004℃,固相线温度为971℃。此第一个优先选用的钎焊合金出人意料地在二个被粘结的碳化物块之间提供出色的粘结,并且在进行正常制造程序后和在使用中仍然可用。此合金均匀地分布在接头中,并且至今未见同所试验的粘结碳化钨支座或衬底或任何它们的组件发生不合要求的相互作用。此外,这一优先选用的钎焊合金提供的可靠度和重现度是用现有技术填充金属达不到的。第二优先选用的钎焊合金(称为钎焊合金R1 49,购自GTE Wesgo,Belmont,Ca.)液相线温度为949℃和固相线温度为927℃。虽然迄今仅第一个优先选用的合金已被试验过,而有关下面所提到的第二、第三和第四系列,也可令人相信是基于相似成分的适宜代换物。特别是第二系列合金,由于它们非常相似的成分和公知的屈服强度被认为是第一个优先选用合金的代换物。所指出的第二、第三和第四成分系列所构成的合金按GTE惯例,作为钎焊合金R1 49、R1 47和R1 48生产,尽管了解到一般仅可购到R1 46和R1 49。上列指出的宽广系列相应地包括第一优选的系列。
配方 第二系列 第三系列 第四系列金 30-32% 37.5-39.5% 18-20%镍 9-10.5% 3.5-4% 6.5-8%钯 9-10.5% 2.5-3% 5.5-7%
锰 14.5-17.5% 7.5-9% 23-26%铜 余量 余量 余量液相线 949℃ 960℃ 916℃固相线 927℃ 916℃ 893℃正如提到过的那样,现在Anaconda 773填充合金(铜50%,锌40%、镍10%,熔化温度范围950-960℃)(记载于美国专利4,225,322以及4,319,707)已被认为与被粘结的碳化物块有不合要求的反应,此外,还不能为复合压块组件提供所期望的在高使用温度下适宜的粘结强度。另一个已提到过的钎焊填充金属是BAg-1(ASWASTM规格),它是一个低温钎焊填充金属,它所提供的钎焊粘结强度甚至低于前面所提的Anaconda 773填充金属。另一种曾经提过的钎焊填充金属是TiCuSil(钛4.5%、铜26.7%,余量为银,熔点范围840-850℃),然而,除非在真空下或在惰性气氛下进行,TiCuSil是钎焊不好的。
与之相反,本发明所用的钎焊合金并未显出这些缺点,并且也提供在常温下的初始优良的粘结强度。而且,这样的粘结强度实际上在复合压块组件所需的高温加工和使用之后仍然保持着。粘结强度(如由剪切强度测量所测得的那样)在潜在的极限使用操作温度约200-400℃,和特别是约300-400℃下比所试验过的其它合金都好。这个粘结强度还与在先的钎焊填充金属相反,这些在先的钎焊填充金属可以提供初始粘结强度,但是在加工制造或使用中再度加热时碰到的高温区域则不能保持同本发明合金一样程度的粘结强度。
在使用本公开的钎焊合金时,还有另一出乎意料的优点,那就是上述粘结强度的重现性。迄今为止由试验表明,使用本发明合金成份钎焊的复合压块组件基本上没有因为不能满足粘结强度的设计规范而被拒绝过。因此,钎焊合金所提供的出色的可靠性出乎意料地对于比使用一个含金的合金成分所预期的较高花费,在收益上提供更多的补偿。由本申请粘结合金所提供的卓越粘结强度和可靠性,对于有如此一个复杂成分混合物的钎焊合金成分来说也是出乎意料的。实施例将阐明钎焊合金的用途。
在实施本发明中,把钎焊合金加热到其固相线之上,在第1优选合金的情况下,该固相线是971℃。这个温度对于自身粘结的典型的用于现行钻头的第二相金属渗入的复合压块来说,当然超过一般承认的递降分解温度700℃。甚至在例如美国专利4,288,248和4,151,686所描述的,就其热稳定性较大的压块来说,也认为应该避免不必要地提高在层19内的磨料颗粒温度。相应地,建议在实施本发明中使用在美国专利4,225,322和4,319,707中所描述的方法和设备。
参考美国专利4,319,707的设备,如在图2所描绘的那样,为加工组件11所用的设备51包括有构架52,在其上被固定以53和55表示的一对气动气缸,它们和一个感应线圈组装件58相配合以保持组件11进行钎焊。该气动气缸53含一个可容纳复合压块13一端用的钎焊头61的柱塞59。此钎焊头61可以是凹形以帮助使压块13同衬底15成为直线排列。另一可选择的办法是,它也可以不凹进去,可用其它办法,如用一个陶瓷套筒(在图上未表示出来)来保持特定的部位在钎焊前的准线。还给钎焊头61供应冷却剂,最好是供应水,冷却剂通过一根来自一般结构冷却剂源的管子供应。在把压块13钎焊到衬底15上时,钎焊头61和冷却剂源67作为金刚石层或金刚石台的冷却套共同起作用。最好一个可变形的导热材料,例如铜盘被置于压块13的金刚石层19和钎焊头61之间,以改善从层19到钎焊头的热传导。
气动气缸55同样包含一个在其一端带有一个钎焊头71的柱塞69。一个杯形陶瓷绝缘体78被置于钎焊头71上,以支撑衬底15的一端18,防止在钎焊操作中衬底上的热扩散到钎焊头71上。钎焊头71也通过管子65同冷却源67相连。
气动气缸53和55在从空气源来的压力下,分别通过控制阀77和79被供应空气。柱塞59和69把组件11同轴定位于感应组装线圈58上,该组装线圈通过支撑83和85被支在构架52上。组装件58的第三个支撑在图中未示出,也未在图中示出线圈组装件的结构。线圈58同高频发生器93相连以被供给功率。关于这种线圈组装件的结构的详细情况可参考美国专利4,225,322和4,319,707。应该注意到,金刚石层19在钎焊作业时的温度,如需要的话可受监测,可以以常规的方式用常规的可感触的或非可感触的手段进行监测。因此,可以用热电偶、光学纤维和其它传感器作为监测手段,以保证冷却剂的供应正常运转,而防止金刚石层19超过发生热损伤的极限阈值温度。这样的监测可以通过例如在钎焊头61的垂直中心钻一个眼,从而建立起同金刚石层19的传感接触以监测其温度来做到。在这方面,发现典型地在钻探中所用压块的自身粘结,第二相渗入的金刚石层19(上面已描述过)明显的能在700℃以上经受短时间的温度偏移,而不显示下例所示那样明显的热损伤迹象,该热损伤在700℃以上用正常加热本来可能发生的。
下面例子表示本发明如何实施,但不能作为对本发明的限制。在本申请中,除非另有说明,所有的百分数和份额都以重量计,和所有的单位都是公制,其它所有被引证的参考文献都明确地被标明出处。
例1把具有由钴粘结的碳化钨支座层(2530-NC Stratapax Drill Blank,通用电气公司产品。Worthington,Ohio)的自身粘结、第二相金属渗入多晶金刚石压块粘结到正圆筒形13.4毫米的Carboloy级55B由钴粘结的碳化钨衬底上,按照美国专利4,225,322和4,319,707所公开的方法和设备,但下列除外,第一,所用的粘结金属是GTE Wesgo,Belmont,California制造的R1 46合金(上述第1优先选用的系列);第2,在金刚石层19和钎焊头61之间,用一块铜盘作导热片;最后,金刚石层19的温度如上所述被监测。
通过在支座和衬底之间的界面区域加热14秒进行粘结,加热感应线圈的输出功率是这样地调节,以致估计金刚石台的峯值温度大约达到800°-900℃。然后,此粘结的工具全部用带有改进了的试验夹具的普通材料试验机测定剪切强度,尤其是,此仪器在结构上是普通的,只是如在图4的101上所看出的无缝夹套的夹具有所不同,它是由上部分103和一个相等的下部分105组成。空档107和109分别是降低从夹具部分103和105端部向外热损失用的空档。一个感应线圈组件115限制着夹具部分103和105,并且在施加作用力进行剪切试验中,使能够对作为试样的工具111进行加热。此作为试样的工具111被保持在夹具的上、下部分103和105所形成的凹槽内,如图4所示。此外,每一个凹槽都有一个伸向外部的开口,这是供插热电偶113用的,该热电偶用来感触在进行剪切力试验中金刚石台所获得的温度。因为机器用的标准有缝夹套夹具不允许在剪切试验过程中使用感应线圈组件115,所以做成这一设计的夹具是必要的。
首先试验一组五个粘结态的工具;其次,使第二组粘结的工具浸渍入熔化的BAg-1钎焊合金中进行镀锡,以产生一个预镀锡的组件,如美国专利4,156,329所描述的那样。在此镀锡操作中,使钎焊接头在温度650℃和700℃之间保持达约120秒钟;最后,第三组被钎焊的组件同样进行镀锡,并且随后进行炉内钎焊。为此目的而进行的炉内钎焊包括在经过约1小时以上时间,使组件从室温到700℃有一个直线上升的加热速度,此后,该组件在700℃保持15分钟。如上所述,炉内钎焊是一个将该组件焊到钻头顶部上去的惯用方法。因为这样的条件经常被使用,所以由钎焊合金形成的粘结一定能经受这样的惯用的镀锡和炉内钎焊的条件。所记录的结果如下表1 剪切强度(千牛顿/厘米2)粘结态 镀锡 镀锡并钎焊51.09 57.09 38.1349.57 48.95 48.0648.68 34.27 36.0653.16 53.78 59.5055.57 48.06 38.47平均 51.64 48.40 44.06标准 2.76 8.76 9.79偏差一般,为了使粘结强度明确地胜任于用作钻头和其它方面。粘结强度大于35千牛顿/厘米2可以认为是合乎要求的。上表中所列结果明确地表明本发明钎焊合金的粘结强度超过最低的粘结强度。令人特别感兴趣的是这个事实该粘结强度甚至在高温镀锡和炉内钎焊一连串工序之后仍能得到保持。尽管有这样的事实当第一次钎焊后这样的粘结一般是在拉伸负荷下的,该拉伸负荷被认为是对在使用现有技术的钎焊材料时进行这样的后钎焊工序之后的相对高损坏率起作用的。虽然如上所述由于镀锡和炉内钎焊而损失一些粘结强度,但应该了解这样的结果并不完全符合最近产生的数据。如在下例所包括的那样,该最近产生的数据表明该粘结强度在镀锡和炉内钎焊工序中得到保持,并且炉内钎焊常常导致粘结强度的改善。上面所显示的一些矛盾结果可能是由于所用设备的多变或可能是不规则的结果。
其次,使另外一些粘结态的组件试样在各种温度下进行剪切强度测定,这些温度是使用这样的钎焊工具进行钻探或进行其它作业中预期会遇到的。数据是得自普通的水压机,该水压机使用如所描述并给于图4的、曾被修改以容纳加热感应线圈的夹具。所记录的数据如表2。
另一方面,由钎焊合金所提供的优越粘结强度甚至在高温作业下也可被表示出来。在表2所列数据图示于图3。注意该粘结强度实际上从约室温到约400℃一直得到维持。在约200℃到400℃作业温度范围的粘结强度被认为是十分重要的,并且由本发明合金所取得的这一系列连续的良好结果也被认为是很有益的。
表2剪切强度(千牛顿/厘米2)室温 200℃ 400℃ 600℃47.44 47.44 39.37 15.3144.47 32.47 48.06 15.0344.47 48.33 42.95 19.2445.64 38.13 42.95 18.62平均 45.51 41.58 43.37 17.03标准偏差 1.38 7.65 3.59 2.21例2使在例1所描述的另外的粘结复合压块工具同样在各种感触的金刚石层温度下,用例1所描述的合金钎焊11秒。进行包括每个感触温度五个试样的这些试验是为了确定是否粘结温度影响粘结强度。下列结果是由惯用水压机获得表3在钎焊中感触的 平均剪切强度金刚石表面近似 (千牛顿/厘米2)温度(℃)810 35.16±2.69860 51.02±1.86910 48.95±2.14970 47.57±8.62
上面表中所列结果再一次显示用本发明合金成分所得的优越粘结强度。此外,看来好象已经达到了一个阈值粘结温度,超过此温度就在粘结强度上得不到重要的改善。这个粘结合金的特征是有利的,因为金刚石台不需要为了改善粘结强度,象一些现有填充金属所做的那样使经受再高些的温度。
例3带有稍微厚些的碳化物支座层21的类的复合压块,使用如上例的同样操作,用同型的合金在各种不同的感触金刚石层温度下,钎焊11秒钟,此后该组件(每个感触温度范围有五个试样)在上面已描述的炉内钎焊条件下进行炉内钎焊。下列数据是得自带有图4所描述的夹具的一个惯用水压机。
表4在钎焊中的感触 平均剪切强度的金刚石温度(℃)800-849 46.19±4.14850-880 53.78±1.79850-880 52.40±2.34881-910 50.33±2.55上表所列数据再次表明,使用本发明粘结合金所得到的出乎意料优越的后炉内钎焊剪切强度。此外,再次表明有一个阈值粘结温度。粘结强度比在例2,表3所记录的粘结强度至少是一样的或稍高一些。这样经过在后炉内钎焊之后的改进了的粘结强度可能是由于后炉内钎焊所提供的应力解除,虽然这个看法尚未经实验证实。不过,此钎焊合金的粘结明确地提供出色的初始剪切强度,并且在实践条件下在现场应用了。
例4用例1的钎焊合金如前面的几个例子那样把另外的复合压块钎焊到粘结的碳化钨衬底上。一些组件是正圆柱形如图1所绘,另一些试样用衬底20做成这样的形式面17相对于衬底20的主杆部成约60°的角度(下文叫做“角圆柱”。每种条件的十五个试样用来试验粘结态的、镀锡的和镀锡加后炉内钎焊的粘结强度。使正圆柱试样粘结9到12秒钟,直到平均峰值感触的金刚石层温度达到886℃;而使角圆柱试样直到平均峰值感触温度为876℃,粘结30秒钟。下列数据得自使用如图4所绘夹具的通用水压机装置。
15个正圆柱试样所达到的粘结强度又是出色的。可是许多角圆柱试样甚至在水压机试验装置的最大能力下也不破断(58.61千牛顿/厘米2)。象上面描写过的这样的试验,对于经历约1小时粘结、镀锡和后炉内钎焊的试样得到这样优良的结果。再者,另外的试样经炉内钎焊约3小时还保持有优良的粘结强度,虽然也有一些丧失粘结强度的试样,这些试样未记录。
表5剪切强度(千牛顿/厘米2)正圆柱试样平均剪切强度粘结态 49.64±2.76镀锡的 52.40±1.65镀锡加炉内钎焊 52.40±4.14角圆柱试样试样数目 平均剪切强度粘结态 3 51.71±4.1412 58.61镀锡的 7 53.09±2.558 58.61镀锡和炉内钎焊 3 54.47(1小时) 12 58.61镀锡加炉内钎焊 2 50.33±9.3(3小时) 13 58.6权利要求
尽管本发明钎焊工具就特定的例子和实施例进行了描述,本专业技术人员将理解例子和实施例的变动和修改都不脱离本发明宽广的范围。1、一种钎焊工具包含一种复合结块,该复合结块具有一个用钎焊填充金属填充于其间使粘到支座上去的耐磨颗粒层,和一个用钎焊填充金属填充于其间使粘到所说的支座上去的衬底,该钎焊金属是一种具有下列重量成份的、液相线温度实际在700℃以上的合金。金 18-39.50%镍 3.5-14.5%钯 2.5-10.5%锰 7.5-9.0%铜 余量
2.权利要求
1所说的钎焊工具,其中所说的合金具有液相线温度约1004℃,并且具有下列重量成份金 34.5-36%镍 13.5-14.5%钯 9.5-10.5%锰 9.0-10.5%铜 余量
3.权利要求
1所说的钎焊工具,其中所说的合金具有液相线温度约949℃,并具有下列重量成份金 30-32%镍 9-10.55%钯 9-10.5%锰 14.5-17.5%铜 余量
4.权利要求
1所说的钎焊工具,其中所说的合金具有液相线温度约960℃,并且具有下列重量成份金 37.5-39.5%镍 3.5-4%钯 2.5-3%锰 7.5-9%铜 余量
5.权利要求
1所说的钎焊工具,其中所说的合金具有液相线温度约916℃,并且具有下列重量成份金 18-20%镍 6.5-8%钯 5.5-7%锰 23-26%铜 余量
6.权利要求
1所说的钎焊工具,其中所说的支座和所说的衬底是粘结的碳化物。
7.权利要求
6所说的钎焊工具,其中所说的支座和所说的衬底都是以金属粘结的碳化物,该碳化物选自含有碳化钨、碳化钛、碳化钨钼和碳化钽的组,其中提供金属粘结的金属选自含有钴、镍、铁及它们的混合物的组。
8.权利要求
6所说的钎焊工具,其中所说的支座和所说的衬底都是钴粘结的碳化钨。
9.权利要求
1所说的钎焊工具,其中所说的磨料颗粒层由具有一种渗入的金属第二相的自身粘结多晶金刚石压块构成。
10.权利要求
7所说的钎焊工具,其中所说的第二相含有钴。
11.权利要求
所说的钎焊工具,其中所说磨料颗粒层含有具有渗入金属第二相的自身粘结的多晶立方氮化硼压块。
12.一种钎焊工具包含一种复合压块,该复合压块有一个用钎焊填充金属填充于其间使粘到支座上去的磨料颗粒层,和一个用钎焊填充金属填充于其间使粘到所说的支座上去的衬底,该钎焊金属是一种具有下列重量成份的、液相线温度实际在700℃以上的合金金 34.5-36.0%镍 13.5-14.5%钯 9.5-10.5%锰 9.0-10.5%铜 余量
13.权利要求
12所说的钎焊工具,其中所说的支座和所说的衬底是粘结的碳化物。
14.权利要求
13所说的钎焊工具,其中所说的支座和所说的衬底是粘结的碳化物,该碳化物选自含有碳化钨、碳化钛、碳化钨钼和碳化钽的组。其中提金属粘结的金属选自包含钴、镍、铁及它们的混合物的组。
15.权利要求
14所说的钎焊工具,其中所说的支座和所说的衬底都是由钴粘结的碳化钨。
16.权利要求
12所说的钎焊工具,其中所说的磨料颗粒层含有具有一种渗入金属第二相的自粘结多晶金刚石压块。
17.权利要求
16所说的钎焊工具,其中所说的第二相含有钴。
18.权利要求
12所说的钎焊工具,其中所说的磨料颗粒层含有具有一种渗入金属第二相的自粘结多晶立方氮化硼压块。
19.在制造一种钎焊工具的方法中,该钎焊工具由具有渗入一层金属第二相的自粘结磨料颗粒层的由一种粘结碳化物支撑的复合压块构成,所说的压块的支座,用具有实际上大于700℃并且大于所说的压块热递降分解温度的液相线的钎焊填充金属被粘结到一个粘结碳化物衬底上,该方法包含使磨料颗粒层同一个冷却套进行热接触的同时,把所说的压块支座钎焊到所说的衬底上去,其改进在于使用一种液相线温度实际上不超过1004℃的并且具有下列重量成份的钎焊合金金 18-39.5%镍 3.5-14.5%钯 2.5-10.5%锰 7.5-9.0%铜 余量
20.权利要求
19所说的改进方法,其中所说的支座用具有液相线温度约为1004℃和具有下列重量成份的钎焊合金被钎焊到所说的衬底上去金 34.5-36.0%镍 13.5-14.5%钯 9.5-10.5%锰 9.0-10.5%铜 余量
21.权利要求
19所说的改进方法,其中所说的支座用具有液相线温度约为949℃和具有下列重量成份的钎焊合金被钎焊到所说的衬底上去金 30-32%镍 9-10.5%钯 9-10.5%锰 14.5-17.5%铜 余量
22.权利要求
19的钎焊工具,其中所说的合金具有液相线温度约960℃,并且具有下列重量成份金 37.5-39.5%镍 2.5-4%钯 2.5-3%锰 7.5-9%铜 余量
23.权利要求
19的钎焊工具,其中所说的合金具有液相线温度约916℃,并且具有下列重量成份金 18-20%镍 6.5-8%钯 5.5-7%锰 23-26%铜 余量
24.权利要求
19的改进方法,其中所说的粘结碳化物支座和所说的粘结碳化物衬底都是选自碳化钨、碳化钛、碳化钨钼和碳化钽的粘结碳化物,其中提供金属粘结的金属选自钴、镍、铁及其混合物。
25.权利要求
19所说的改进方法,其中所说的复合压块和所说的磨料颗粒层含有一种渗入金属的自粘结多晶金刚石压块。
26.权利要求
19所说的改进方法,其中所说的复合压块的磨料颗粒层含有一种渗入金属的自粘多晶立方氮化硼压块。
专利摘要
所公开的是包含一种粘结碳化物支座的复合磨料颗粒压块的改进的工具,该压块用一种具有液相线实际上大于700℃的钎焊填充金属被钎焊到一种粘结碳化物衬底上去。此钎焊压块最好是一个复合的多晶金刚石压块。钎焊填充金属是一种具有液相线温度实际上不大于1004℃并且具有下列重量成份的钎焊合金
文档编号B23K1/00GK85104732SQ85104732
公开日1986年12月17日 申请日期1985年6月20日
发明者奈迈耶 申请人:通用电气公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan