3.6　金刚石与钢的焊接

3.6.1　金刚石与钢的盐浴焊

（1）焊接工艺

①金刚石表面渗覆Ti。先将30/40目及50/60目的金刚石颗粒用稀盐酸、丙酮清洗，吹干。再把金刚石颗粒和Ti粉装入坩埚混合均匀，用氯基混合盐将其掩埋。然后将坩埚放入炉中，加热到混合盐熔点以上100～150℃，经过保温之后，取出坩埚用清水煮沸，使盐溶解。从而得到表面渗覆Ti的金刚石。

对经过表面渗覆Ti之后的金刚石的抗压强度测定表明，与表面渗覆Ti之前的金刚石一致。金刚石没有发生石墨化的现象。

②钢体表面喷涂Ni基合金。

a.喷涂材料的选择。由于Ti与钢的焊接性很差，经过表面渗覆Ti的金刚石不能与钢直接进行焊接，因此，必须采用一种与Ti和钢都有良好焊接性的材料作为中间层。Ni就是与Ti和钢都有良好焊接性的材料；而且Ni-Ti共晶的熔点为955℃，熔点较低，可以降低焊接温度，使金刚石不会石墨化；Ni基合金有足够的硬度来支撑金刚石。

b.喷涂工艺。基体钢采用20Ni4Mo，用氧-乙炔焰喷焊厚度为1mm左右的Ni基合金PHNi-60A，其化学成分和一些物理性能在表3-27中给出。

表3-27　PHNi-60A的化学成分和一些物理性能

预热及喷涂采用微碳化焰，重熔采用中性焰。

③焊接。将喷焊之后的表面打磨，用丙酮清洗，吹干。将表面渗覆Ti的金刚石颗粒置于其上，放入坩埚中，用氯基混合盐将其掩埋。坩埚放入炉中，加热到焊接温度，保温之后，随炉冷却到室温，清理掉熔盐，就得到了焊件。分析表明，经过焊接之后，金刚石也没有发生石墨化。

（2）接头性能　焊接金刚石试样的耐磨性高出硬质合金39倍；金刚石与钢的盐浴焊接头抗拉强度为100MPa。

3.6.2　金刚石与钢的激光焊

基体为45钢，胎体材料为细颗粒（粒度为1～5μm）硬质合金粉末与金刚石热压而成。采用细颗粒（粒度为1～5μm）硬质合金粉末比粗颗粒（粒度为50～100μm）硬质合金粉末胎体的强度大大提高，前者的抗弯强度为556MPa，后者为194MPa，前者为后者的2.9倍。胎体材料分为两层，在胎体材料下面与45钢连接处为不含金刚石的硬质合金粉末，作为过渡层。实际上是进行45钢与硬质合金的激光焊。图3-61所示为45钢与硬质合金的激光焊双面焊接头，图3-62所示为其接头区的硬度分布。

图3-61　45钢与硬质合金的激光焊双面焊接头

图3-62　接头区的硬度分布