Ni、 Co. Mn. Si. Ti. Cr是能够实现与金刚石成键连接,结合性能良好的元素。
Ni-- Ni 与金刚石有较强的连接性能,能在金刚石表面形成一层附着力强的Ni膜,但Ni与C形成碳化物困难。Ni 具有良好的抗腐蚀性、抗氧化性、热强韧性和塑性,Ni与Cu可以无限互溶,与其它金属元素又有很好的互溶性。Ni适于做研磨性金刚石磨具的钎料。
Co- Co 既能对金刚石产生较大的附着力,同时还能降低Co与金刚石之间的界面张力,形成碳化物,并且Co与其它元素也有较好的相溶性,但由于我国Co资源匮乏,Co价格昂贵。因此,很少用于钎Mn- -Mn 可降低与金刚石之间的界面张力,能形成MnC系列碳化物,韧性及耐磨性良好,同时起到降低钎料熔点、提高钎料流动性的作用。但Mn在真空中易挥发。因此,含Mn量高的钎料不适合真空钎焊。
.上述3种金属元素与金刚石的结合性良好,但熔化温度较高。非金属元素Si 和B是既与金刚石有较好结合性能,又能大幅度降低钎料熔化温度的元素,同时还能提高钎料的抗氧化性,改善铺展性与润湿性。但Si与Ag和Cu的溶解度小,B与Ni的溶解度小,Si和B还会增加钎料的脆性。因此,Si和B在.钎料中的含量应控制在4%之内。
要获得较低熔点的焊接金刚石的钎料,除了要有能与金刚石实现高强度连接的元素之外,还要有低熔点的连接元素。Ag、Cu、2n、. Sn 是常用的低熔点钎料。但这些纯金属元素对金刚石的接触角均在100°以上,不能润湿金刚石,无法实现对金刚石良好的焊接。因此,需要在低熔点金属及其合金中添加微量强碳化物形成元索,即那些对C原子有强烈亲和力,能形成稳定碳化物的元素。-般说来,凡是原子结构中d层或f层未充满电子的过渡族元素均能改变合金与金刚石之间的界面状态,提高合金溶液对金刚石的润湿性。Ti. Cr, W是常用的强碳化物形成的元素。
Ti-一-Ti是能与金刚石实现高强度连接的元素,同时也是强碳化物活性元素,可在金刚石表面生成TiC,对金刚石的润湿性好,另外Ti的抗腐蚀性好,Ti与Cu和Ni形成的共晶合金具有熔点低,流动性好的特点。因而Ti是较好的金刚石焊接元素。
Cr-- Cr 同样是一-种高强度连接元索和强碳化物形成元素,在一-定条件下,Cr 与金刚石中的C反应,生成CnC和CrCx碳化物,Cr能提高钎料的抗氧化性、抗腐蚀性和热强性,但对降低钎料熔化温度无改善。
W-- W 是强碳化物形成元素,在一定热力学条件下,能与金刚石中的C反应生成wC, W与金刚石的线膨胀系数接近,在钎料中加入适量的w,有利于降低焊接应力。但W是难熔金属,会使钎料熔化温度升高,流动性变差。