超硬磨粒釬焊工藝是利用活性釬料與超硬磨粒界面處形成的化學(xué)冶金結(jié)合實(shí)現(xiàn)磨粒的高強(qiáng)度把持，在磨具制備中得到應(yīng)用和發(fā)展。其中，釬料對超硬磨粒的釬焊性能和使用壽命具有重要的影響，國內(nèi)外相關(guān)學(xué)者對此開展大量的研究工作。

       1 Ag 基釬料體系

       Ag基釬料是制備超硬磨具常用的一類釬料。其熔點(diǎn)適中，工藝性良好，具有一定的強(qiáng)度、硬度和耐腐蝕性。傳統(tǒng)Ag基釬料通過添加Ti、Cr、Zn、Cu等元素可構(gòu)成三元或多元合金，一方面降低了釬料成本，另一方面可有效控制釬料熔點(diǎn)、提高釬焊性能。

       1.1 Ag 基釬料的釬焊性能研究

       徐鴻鈞等采用Ag基釬料制備了單層釬焊金剛石砂輪，發(fā)現(xiàn)在Ag-Cu釬料中添加一定的活性元素Cr可顯著改善基體對磨粒的把持力。

       周玉梅等采用添加Cr粉的Ag基釬料進(jìn)行了釬焊金剛石實(shí)驗(yàn)，并對磨粒、基體和釬料合金之間的界面微觀結(jié)構(gòu)和反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行觀測和分析，認(rèn)為釬焊界面生成的Cr7C3等碳化物是實(shí)現(xiàn)基體對磨粒高強(qiáng)度把持的主要原因。

       Ding等釆用Ag-Cu-Ti釬料開發(fā)了單層釬焊CBN砂輪，并研究了釬焊界面結(jié)構(gòu)及形成機(jī)理，認(rèn)為B、N等元素在Ti合金層擴(kuò)散能力的差異造成了界面組織的分層，并觀測到Ti元素優(yōu)先聚集在磨粒表面形成一層針狀的化合物。

       盧廣林等研究了Ag-Cu-Ti釬料釬焊CBN的釬焊性能和微觀結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)活性元素Ti的含量對釬焊性能影響很大，隨著Ti含量的增加，釬料的潤濕性、釬焊接頭強(qiáng)度都顯著增強(qiáng)。

       亢世江等制備了Ti 為1%、2%、3%、4%、5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的Ag基釬料，并進(jìn)行了金剛石膜與硬質(zhì)合金的釬焊實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)Ti的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%~3%的釬料具有高的延展性，適合各種成形加工，同時觀測到Ag基釬料中的活性成分β-Ti與金剛石膜表面C極具親和力，實(shí)現(xiàn)了金剛石膜與硬質(zhì)合金的高強(qiáng)度連接。

       1.2 Ag 基釬料的釬焊工藝參數(shù)研究

       Miab等研究了Ag基釬料對CBN的潤濕機(jī)理，并觀察釬焊溫度為920 ℃時，不同的保溫時間（5~15min）對釬焊CBN性能的影響，發(fā)現(xiàn)提高保溫時間可促使Cu-Ti 相向磨粒界面遷移，生成均勻、連續(xù)的反應(yīng)層。

       為解決高溫釬焊冷卻過程中較大的熱應(yīng)力導(dǎo)致接頭斷裂和磨粒破碎的問題，秦優(yōu)瓊等研究了釬焊時壓力載荷對金剛石接頭殘余應(yīng)力的影響，發(fā)現(xiàn)對試件施加一定的壓力可降低釬焊的最大殘余應(yīng)力值，提升釬焊接頭的剪切強(qiáng)度。

       丁文鋒等采用有限元法對Ag-Cu-Ti釬料釬焊CBN磨粒時的接頭殘余應(yīng)力進(jìn)行了模擬仿真，并重點(diǎn)研究了不同的釬料包埋深度對金剛石殘余應(yīng)力的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：當(dāng)包埋深度低于50%時，磨粒內(nèi)部的最大殘余拉應(yīng)力隨包埋深度的增加而減小；當(dāng)包埋深度在60%~80%時，磨粒的最大殘余拉應(yīng)力變化較小。

       Li等采用超高頻連續(xù)釬焊工藝進(jìn)行CBN 焊接實(shí)驗(yàn)，并探究在不同掃描速度下，磨粒、Ag-Cu-Ti釬料及基體之間的釬焊性能，發(fā)現(xiàn)當(dāng)掃描速度為0.5 mm/s時，可獲得較合適的界面新生化合物層結(jié)構(gòu)，同時指出這種利用局部加熱與掃描相結(jié)合的釬焊形式有利于減少焊后的熱變形。

       Wulf等采用Ag基釬料在硬質(zhì)合金基體上進(jìn)行了金剛石釬焊實(shí)驗(yàn)，并探究基體表面粗糙度、釬焊溫度等工藝參數(shù)對釬料潤濕行為的影響，發(fā)現(xiàn)隨著釬焊溫度的升高Ti元素的擴(kuò)散能力增加，基體表面的粗糙度值越小，潤濕性越好。

       1.3 Ag 基釬料的元素改進(jìn)研究

       近年來，添加元素改進(jìn)釬料成分是一個研究熱點(diǎn)。通過添加稀土、石墨、TiC顆粒增強(qiáng)相等可進(jìn)一步改善釬料性能，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

       1）調(diào)控釬料的潤濕性能；

       2）調(diào)節(jié)釬料熔點(diǎn)；

       3）細(xì)化晶粒，提升釬焊強(qiáng)度。

       如Chen等在Ag-Cu-Ti釬料中添加TiB2粉末進(jìn)行了釬焊CBN實(shí)驗(yàn)，分析了磨粒界面和磨損特性，發(fā)現(xiàn)TiB2的加入可緩和磨粒界面的劇烈反應(yīng)程度，提高了磨粒的釬焊性能。

       Ding等采用納米TiC顆粒進(jìn)行了相關(guān)釬焊實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)納米TiC顆粒的加入能更有效地控制磨粒與釬料的劇烈反應(yīng)，細(xì)化Ag-Cu-Ti合金釬料層的顯微組織。

       Yang等進(jìn)行了合金釬料添加稀土元素Ce的釬焊金剛石實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)Ce的加入促進(jìn)了Ag-Cu-Ti釬料合金化，降低了釬料熔點(diǎn)，使組織細(xì)化，當(dāng)Ce元素為0.25%~0.5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時具有良好的潤濕性，釬料的硬度和抗剪強(qiáng)度顯著提升；其后又研究了稀土La改性Ａg-Cu-Ti釬料的力學(xué)性能和顯微組織，發(fā)現(xiàn)La的加入對釬料的熔點(diǎn)影響不大，但顯著提高了釬料的顯微硬度和潤濕性能。

       Klotz等在Ag-Cu-Ti釬料的基礎(chǔ)上加入低熔點(diǎn)元素In，在鉬薄板基體上進(jìn)行釬焊金剛石試驗(yàn)，觀測到基體組織包含Ag-Cu、富態(tài)Cu-In-Ti相，磨粒和釬料結(jié)合界面生成了以TiC為過渡產(chǎn)物的Ti3InC化合物，認(rèn)為In元素的加入增強(qiáng)了釬料的潤濕性和耐腐蝕性。