1.引言
超硬刀具主要是指以金剛石或立方氮化硼為材料制作的刀具，目前使用的較多的材料有: 單晶金剛石、PCD 聚晶金剛石、整體 CBN、PCBN 復(fù)合片這四類。超硬刀具真空焊接即指在真空的狀態(tài)下加熱完成超硬刀具基體與刀頭之間建鋒動作。與火焰建鋒，高頻感應(yīng)建鋒一樣，真空焊接的最終目的也是讓熔融的焊料在毛細(xì)吸管的作用下，均勻的流動到焊縫的各個部位從而達(dá)到最佳焊接效果。所以針對適宜真空焊接的超硬刀具產(chǎn)品選取合適的焊料、進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮盖疤幚?、采用正確的焊接工藝才能充分利用真空焊接的優(yōu)點，確保超硬刀具產(chǎn)品性能的發(fā)揮。
 
2 適宜真空焊接的超硬刀具產(chǎn)品
真空焊接由于需要將刀具產(chǎn)品放置到真空環(huán)境中加熱，整個爐膛都會達(dá)到焊接溫度，所以需要真空焊接的刀具產(chǎn)品尺寸不能太大，必須能放進(jìn)爐膛。同時刀具材料( 基體加刀片) 必須承受焊接過程的溫度變化而自身性能不發(fā)生改變。刀具生產(chǎn)廠家都追求高的生產(chǎn)效率，因此可見: 真空焊接工藝尤其適合大批量生產(chǎn)的尺寸較小且能整體受熱的超硬刀具系列(見圖 1)，不適合尺寸較大或者僅能接受局部加熱的超硬刀具產(chǎn)品的焊接加工(見圖2) 。
 
3 超硬刀具真空焊接釬料選取
常見的的超硬刀具原材料有: ①單晶金剛石; ②PCD 聚晶金剛石; ③整體 CBN; ④PCBN 復(fù)合片。它們對焊料的選取有著各自的要求:
 
(1) ②④都含有一層硬質(zhì)合金襯墊，采用常規(guī)的釬料都可以進(jìn)行焊接(即目前廣泛使用的銀焊、銅焊) ;
 
(2) ①③屬于非金屬材料，需要使用活性釬料才能將其焊接到刀體上( 一般金屬基釬料只能連結(jié)金屬與金屬，而活性釬料既能進(jìn)行金屬對金屬的焊接，還能實現(xiàn)金屬對非金屬材料的焊接加工，見圖3、圖 4) ;
 
(3) ①②都具有金剛石的特性，在高溫下會出現(xiàn)石墨化，所以真空焊接溫度需要控制在 700℃ 左右;
 
( 4) 而③④制作的 CBN 刀具加工淬硬鋼時刀尖溫度極高，為防止焊接面松動，需要采用高溫焊料。鑒于超硬刀具材料的自身特性，對于真空焊接而言，至少需要選取兩種焊料才能滿足全部的需求，即一種低溫的活性焊料，用于單晶金剛石與 PCD 刀具的焊 接 加 工; 另一種高溫活性焊料，用 于 整 體CBN 與 PCBN 刀具的焊接加工。第一種低溫活性焊
料雖然是可以焊接所有超硬刀具，但是對于CBN刀具，建議還是采用高溫焊料，這樣 CBN刀具產(chǎn)品在高溫下的穩(wěn)定性會大大增加。
 
4 焊前的準(zhǔn)備工作(入爐前)
建鋒的強度是由多方面的因素共同決定的，為了獲得良好的建鋒焊縫，需要控制一些可能影響焊接質(zhì)量的細(xì)節(jié)。相對于常規(guī)焊接而言，真空焊接對準(zhǔn)備工作的要求更嚴(yán)格一些。表1列出一些主要影響因素。
 
只有在每個細(xì)節(jié)都得到保證的情況下，才可能獲得最佳的焊接效果，某一項的缺失或保證不到位容易讓焊接的穩(wěn)定性大大降低。
 
5 真空焊接工藝( 爐中)
一旦準(zhǔn)備工作完畢，將刀具產(chǎn)品放入真空爐，后續(xù)的生產(chǎn)完全由加熱工藝控制。對于真空焊接加熱工藝曲線的設(shè)定主要由爐膛尺寸、溫度場分布、所選取的焊料的固相線、液相線，裝爐量，焊縫尺寸等共同制約，基本工藝大致如圖 5 所示。
 
6 結(jié)語
采用真空焊接工藝可以有效的排除空氣對超硬刀具的影響，刀具外觀良好。爐中加熱溫度均勻，產(chǎn)品變形小，刀具不容易產(chǎn)生裂紋。在工藝穩(wěn)定的情況下，每爐的產(chǎn)品都有相同品質(zhì)，尤其適合小尺寸超硬刀具的大批量生產(chǎn)。