金刚石的钎焊材料简述

金刚石是碳元素的一种聚合形态，同素异构体，实际成分是碳，与石墨、炭黑是一样的，属于非金属。金刚石钎焊可以定义为非金属的钎焊。这一类的钎焊是非常困难的。为了解决这一困难，人们想出了一些替代的方法，例如将金刚石与硬质合金通过高压高温压合的方法与含钴等活性成分的硬质合金进行复合形成多层复合刀头然后进行钎焊。再如将金刚石粉末与金属粉末和活性金属粉末混合压铸形成混合复合刀头等。这些方法都得到了很广泛的应用。这种复合材料的钎焊本质上是铁基体与合金材料之间进行的钎焊。

然而，在某些高端的工具行业，金刚石是不能够提前形成复合材料进行钎焊的。还是需要通过将金刚石与工具基体之间形成合金层进行钎焊，这种结合层合金实际上是碳与金属的合金。在金刚石焊接的过程中有几个问题。首先，焊接的钎料需要有很好的活性，能够与碳这种非金属形成高强度合金层。另外，焊接的温度不能太高，否则会对金刚石产生破坏，生成石墨。较后，成品工件的工作条件耐受能力要高，要耐得住高温，高振动和高剪切等环境，并且要符合一些特殊要求，例如导电性。

能够与金刚石产生活化作用并形成焊接层的活性材料有硼、钛、钼、镐、铍、铷、钒等。为了实现焊接强度，抗腐蚀性和温度等的条件要求，这些活性材料又会与镍，银，铜，锡，铝，硅，金，铬等材料合金形成钎料。这些材料都是非常昂贵的。

另外，由于应用领域基本都是工具行业，金刚石钎焊往往形制复杂，不能通过简单的成型材料（例如钎焊条/丝，钎焊环，钎焊片等）进行钎焊。金刚石焊接更多的是采用钎料合金粉末制成的焊膏。制成这种钎料粉末非常困难，主要是因为其中的活性物质中除了硼以外比较容易氧化，失效，变质，在生产的过程中控制成品粉末的质量是比较困难的，而采用粉末钎料的钎焊工艺对粉末的质量要求又是很高的，这一点与压铸用的合金粉末是不同的。**市场中，金刚石焊接用的钎料合金粉末只有为数不多的一些家企业真正能够生产合格稳定的产品，而价格往往都是非常高的。

再者，金刚石焊接的工艺基本上必须采用真空焊接。主要原因有两个，一个是为了防止活性钎料氧化，另一个是为了保护金刚石。这一点又增加了金刚石工具的成本。