3.5　金刚石与硬质合金的焊接

3.5.1　采用Co-Si合金焊接金刚石与硬质合金

（1）连接方法　采用Co-20%Si合金作为结合剂，以烧结的方法将金刚石与硬质合金连接在一起。烧结条件：加热温度1450℃，压力6GPa，烧结时间3min、5min。

（2）金刚石层中化学成分分布　表3-26为不同烧结时间（A、B的烧结时间分别为3min、5min）下，与金刚石-结合剂界面不同距离处（1、2为金刚石-结合剂界面附近，3、4依次与金刚石-结合剂界面间距逐渐增大）的Co、Si的分布。可以看到与金刚石-结合剂界面相距越近Si含量越高，而Co含量则相反，说明Si对金刚石（C）的亲和度较高。

表3-26　不同烧结时间与金刚石-结合剂界面不同距离处的Co、Si的分布

（3）金刚石与Co-20%Si合金的结合　图3-60所示为烧结时间5min时的X射线衍射谱线，可见形成了SiC，SiC层的厚度大约为0.2μm。形成SiC的数量与烧结时间有关，烧结时间越长，SiC生成量越多。与采用含Ti的结合剂相比，显然，采用含Si的合金需要加热时间长一些。

图3-60　烧结时间5min时的X射线衍射谱线

此外，硬质合金WC也有向Co-20%Si合金扩散的可能，这也增大了金刚石与硬质合金的连接强度。

3.5.2　采用Ag-Cu-Ti合金焊接金刚石与硬质合金

（1）焊接方法　先将金刚石采用化学沉积的方法在其表面镀厚度为30μm的金属化膜，然后采用Ti箔和Ag-Cu共晶合金箔作为中间层置于金刚石镀膜与硬质合金（WC+8%Co）之间，即依次为金刚石镀膜/Ti箔/Ag-Cu共晶合金箔/硬质合金。在真空辐射加热扩散机上进行焊接。焊接条件是：真空度2.5×10-3Pa，加热温度880℃，保温时间30min，加压10MPa，焊后冷却速度30℃/min。

（2）中间层材料对接头强度的影响　如果仅仅使用Ti作为中间层，不能够实现金刚石与硬质合金的连接，因为虽然Ti可以与金刚石的C形成TiC，但是，由于金刚石与硬质合金之间的线胀系数相差太大，在两者之间形成较大的内应力，导致连接界面分离。

在加入一定厚度的Ag-Cu共晶合金箔作为中间层之后，由于Ag-Cu合金具有较好的塑性，缓解了接头的内应力，从而提高了接头强度。