[發(fā)明專利]一種硬質(zhì)合金連接件及其制備工藝

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810035711.7
• 申請(qǐng)日: 2008-04-08
• 公開（公告）號(hào): CN101255521A
• 公開（公告）日: 2008-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐培全;趙秀娟;何建萍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C29/02
• 分類號(hào): C22C29/02;B32B15/01;B32B7/00;B23K9/167;B23K9/23;B23K103/18
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 吳澤群

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金連接件及其制備工藝，具體地說，是涉及一種高粘結(jié)相硬質(zhì)合金與因瓦合金的連接件及其鎢極氬弧焊接工藝。

背景技術(shù)

WC-Co硬質(zhì)合金因具有較高的強(qiáng)度、較好的耐磨性、較低的熱膨脹系數(shù)以及良好的高溫紅硬性，在要求材料具有耐磨、耐高溫、一定溫度范圍內(nèi)變形隨溫度變化保持恒定或變化不大的高端硬質(zhì)合金工具或精密儀器的研發(fā)中具有十分重要的地位。然而，目前用于連接用的工具材料或精密小變形材料通常為高速鋼或不銹鋼，如高速鋼刀具、因瓦合金與不銹鋼連接件等，這些硬質(zhì)合金焊接件大多存在由于異質(zhì)材料應(yīng)力過大、界面形成脆硬的η碳化物引起的硬質(zhì)合金開裂、脫落、崩齒等問題，不能滿足汽車工業(yè)、精密儀器等制造領(lǐng)域中使用的高精度、高可靠性的高端硬質(zhì)合金工具和精密儀器的要求，成為影響硬質(zhì)合金連接件擴(kuò)展應(yīng)用的重要難題。

另一方面，由于因瓦合金具有低膨脹系數(shù)的特點(diǎn)，在航空航天精密關(guān)鍵零部件、軍事武器以及石油運(yùn)輸容器等儀器、設(shè)備的生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛，但由于因瓦合金強(qiáng)度較低，耐磨性和高溫性能差，在特殊的應(yīng)用場(chǎng)合，常常無法發(fā)揮其因瓦性的優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)外在因瓦合金強(qiáng)化領(lǐng)域開展了許多研究，包括因瓦合金體系強(qiáng)化、利用B提高因瓦合金的高溫紅硬性以及因瓦合金表面改性等，但因瓦合金強(qiáng)度仍然無法滿足特殊場(chǎng)合強(qiáng)度要求及高溫紅硬性要求。

經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，Barbatti?C.等在雜志Materialwissenschaftund?Werkstofftechnik發(fā)表的論文“Joining?of?cemented?carbides?to?steel?by?laserbeam?welding”2007，38(11)：907～914提出利用激光焊接方法實(shí)現(xiàn)硬質(zhì)合金與鋼的連接，雖然突破了傳統(tǒng)的填充材料和開坡口的瓶頸，但焊后硬質(zhì)合金界面出現(xiàn)脆性η碳化物，引起接頭性能下降。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種硬質(zhì)合金連接件及其制備工藝，以解決現(xiàn)有硬質(zhì)合金連接件不能滿足高精度、高可靠性的高端硬質(zhì)合金工具和精密儀器的要求及因瓦合金無法滿足特殊場(chǎng)合強(qiáng)度要求和高溫紅硬性要求的難題。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供的硬質(zhì)合金連接件，由高粘結(jié)相硬質(zhì)合金與因瓦合金焊接而成，其特征在于，所述高粘結(jié)相硬質(zhì)合金的Co含量為18％～40％。

上述因瓦合金優(yōu)選NiFeC基稀土因瓦合金。

上述NiFeC基稀土因瓦合金的優(yōu)選組成及組成質(zhì)量百分比如下：30％～42％Ni、0.6％～1％C、3.4％Mn、3～5％Nb及余量Fe。

本發(fā)明的硬質(zhì)合金連接件的制備工藝為鎢極氬弧自動(dòng)焊接工藝，工藝參數(shù)如下：焊接電流90～180A、焊接電壓11～20V、焊接速度1～7mm/sec、鎢棒槍尖直徑0.5～2mm、鎢棒槍尖伸出長(zhǎng)度3～8mm、氬氣流量3～15L/min、氬氣壓力為室溫下0.35Mpa，焊接過程采用直流正接法。

所述工藝可不進(jìn)行焊前預(yù)熱與焊后熱處理、不開坡口和添加填充材料。

本發(fā)明的硬質(zhì)合金連接件既可利用硬質(zhì)合金的高強(qiáng)度、高耐磨性以及良好的紅硬性，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)性；又可利用因瓦合金在一定溫度范圍內(nèi)具有因瓦效應(yīng)的恒定熱膨脹性能，實(shí)現(xiàn)低熱膨脹系數(shù)的功能性，可滿足高端硬質(zhì)合金工具和因瓦合金精密儀器對(duì)材料的特殊要求，即具有高耐磨性、良好的高溫紅硬性、耐高溫及在一定溫度范圍內(nèi)變形隨溫度變化保持恒定或變化不大。

本發(fā)明通過鎢極氬弧自動(dòng)焊接工藝，實(shí)現(xiàn)了焊后試樣界面無氣孔、裂紋和脆硬η碳化物，顯微組織和顯微硬度值過渡平滑，顯微硬度可大于400HV0.2。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)、完整地說明：

實(shí)施例1

選擇厚度為2mm的WC-Co硬質(zhì)合金(其中Co含量為18％)為被焊材料1，選擇厚度為2mm的因瓦合金(其組成及組成質(zhì)量百分比為：42％Ni及58％Fe)為被焊材料2，選用型號(hào)為NASTERTIG?AC/DC?2500的鎢極氬弧焊機(jī)，按照常規(guī)的鎢極氬弧自動(dòng)焊接工藝進(jìn)行操作，焊接工藝參數(shù)為：焊接電流90A、焊接電壓11V、焊接速度4mm/sec、鎢棒槍尖直徑0.5～2mm、鎢棒槍尖伸出長(zhǎng)度3～8mm、氬氣流量10L/min、氬氣壓力為室溫下0.35Mpa，焊接過程采用直流正接法。

經(jīng)檢測(cè)：本實(shí)施例所制備的高粘結(jié)相硬質(zhì)合金與因瓦合金的連接件的焊接接頭無氣孔、裂紋，界面無η碳化物形成，焊縫區(qū)顯微硬度大于230HV0.2。

實(shí)施例2