PDF《Cumn 基含 Ti 预合金钎焊金刚石的结合界面分析》

6 还可以看出 TiC 具有一定的厚度, 由于它是 一种硬脆相, 如果 TiC 较厚且连续均匀的分布于金 刚石表面, 则在切割过程中当金刚石颗粒受到冲击 时, 容易在其与金刚石界面处产生裂纹, 使金刚石颗 粒脱落, 因此 TiC 不能太厚且不能连续分布于金刚 石表面, 故还须探讨控制 TiC 厚度及分布状态的方 法. 图7为金刚石与胎体金属界面处元素 Ti 的线 扫描图, 可见, 在金刚石与胎体之间的界面微区有很 明显的 Ti 元素谱线, 说明元素 Ti 在金刚石与胎体界 面处富 集, Ti 原子在烧结过程中向金刚石表面扩散, 与金刚石界面层反应生成 TiC. 图7Ti 元素线扫描图 Fig.7 Line-scanning of Ti

2 .3 分析与讨论 上述试验结果证实, 在金刚石与预合金胎体金 属界面形成了碳化物 (TiC) , 金刚石与胎体金属实现 了化学冶金结合.TiC 在金刚石与胎体材料之间界 面的生成是一个动力学过程, 烧结过程中, Ti 原子 和C原子同时向界面扩散发生两相界面反应: C + Ti !TiC.此反应生成的碳化钛十分稳定, 而且可在金 刚石晶体上外延生长, 当温度达到一定值时, 即在金 刚石和合金溶液间形成了 一薄层稳定的TiC 过渡层, 当TiC 在金刚石表面生成后, TiC 的生长速率受 TiC 晶格中扩散较慢的原子控制, 由于在 TiC 晶粒中 C 原子的扩散速率比液相胎体合金中 Ti 原子的扩 散速率慢 [ll] , 因此形 成TiC 晶粒需要更多的Ti 原子, 所以大量的 Ti 原子不断向界面处迁移与 C 原子 第6期袁洁, 等: CUMD 基含 Ti 预合金钎焊金刚石的结合界面分析 7l 反应生成 TiC.正是由于在金刚石表面发生碳化物 形成反应生成 TiC, 不仅降低了金刚石与预合金粉 末的界面张力, 而且能促进碳化物形成元素向内界 面的输运 [12] , 促进金刚石和金属持续地发生碳化物 形成反应, 从而实现了金刚石与胎体金属之间的化 学键结合, 提高了金刚石与胎体金属的结合强度, 减 少了金刚石在工作过程中的脱落机会, 延长了金刚 石制品的寿命.

3 结论(1)采用高纯氩气雾化法制备的预合金粉末成 球形, 粉末成分均匀, 熔点约为1

151 K. (2)在粗真空钎焊试验条件下, CuMn 基预合金 粉末中的 Ti 原子在金刚石表面富集, 与金刚石表面 的C原子发生化学冶金反应生成 TiC, 且呈岛状断 续分布于金刚石表面, 成为连接金刚石与胎体金属 的桥梁, 也是实现金刚石与胎体有高结合强度的主 要因素. 参考文献: [1] 林增栋 . 金属金刚石的粘结界面与金刚石表面的金属化[J] . 粉末冶金技术, 1989,7 (1) :

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