[發(fā)明專利]一種硬質(zhì)合金-鋼釬焊接頭

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710972007.3
• 申請(qǐng)日: 2017-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN109676210A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王東玉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 王東玉
• 主分類號(hào): B23K1/002
• 分類號(hào): B23K1/002;B23K1/06;B22F5/00;B22F9/04;B23K103/18
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為了改善釬焊接頭的硬度、耐磨性，制備了一種硬質(zhì)合金?鋼釬焊接頭。采用YG15硬質(zhì)合金和5Cr?Mo鋼為原料，硬質(zhì)合金?鋼釬焊接頭，含Ni釬料的添加能夠提升硬質(zhì)合金的力學(xué)性能。其提升硬質(zhì)合金性能的機(jī)理表現(xiàn)為能夠在基體與受力環(huán)境間形成一層具有高力學(xué)性能的固溶體層。制得的硬質(zhì)合金相比與采用不含Ni釬料所制備的硬質(zhì)合金，其力學(xué)性能要提升20%左右。所制得的硬質(zhì)合金?鋼釬焊接頭，其硬度、致密化程度、抗彎強(qiáng)度都得到大幅提升。本發(fā)明能夠?yàn)橹苽涓咝阅艿拟F焊接頭提供一種新的生產(chǎn)工藝。

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)合金材料，尤其涉及一種硬質(zhì)合金-鋼釬焊接頭。

背景技術(shù)

硬質(zhì)合金是利用粉末冶金的方法，以WC、TiC、TaC等難熔化合物為基體，以過渡族金屬為粘結(jié)金屬制備而成的合金，其具有較高強(qiáng)度、抗沖擊性以及較好的耐磨性，因此在刀具、耐磨零件、冷成型工具等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。WC-Co硬質(zhì)合金被譽(yù)為“工業(yè)的牙齒”，如何有針對(duì)性的依用途研究或開發(fā)高性能材料是該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。硬質(zhì)合金的韌性較低，常與鋼釬焊后使用。

釬焊是采用比母材熔點(diǎn)低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點(diǎn)，低于母材熔化溫度，利用液態(tài)釬料潤(rùn)濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)連接焊件的方法。釬焊變形小，接頭光滑美觀，適合于焊接精密、復(fù)雜和由不同材料組成的構(gòu)件，如蜂窩結(jié)構(gòu)板、透平葉片、硬質(zhì)合金刀具和印刷電路板等。釬焊前對(duì)工件必須進(jìn)行細(xì)致加工和嚴(yán)格清洗，除去油污和過厚的氧化膜，保證接口裝配間隙。間隙一般要求在0.01～0.1毫米之間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了改善釬焊接頭的硬度、耐磨性，設(shè)計(jì)了一種硬質(zhì)合金-鋼釬焊接頭。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

硬質(zhì)合金-鋼釬焊接頭的制備原料包括：母材厚3.5mm、含Co量為15%的YG15硬質(zhì)合金和母材厚10mm的35Cr-Mo鋼。

硬質(zhì)合金-鋼釬焊接頭的制備步驟為：將原料按實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案稱重、配料，配好后倒入硬質(zhì)合金球磨機(jī)中進(jìn)行濕磨，球磨介質(zhì)為直徑25mm的硬質(zhì)合金球，球磨機(jī)轉(zhuǎn)速為90r/min，四氯化碳添加量為210mL/kg，球料比為7：1，球磨時(shí)間為24h。球磨結(jié)束后，將制得的粒料進(jìn)行真空干燥，干燥時(shí)間為50min，干燥溫度為40℃，隨后加入成形劑進(jìn)行制粒。將制好的粉末加至液壓機(jī)中進(jìn)行壓制成形，隨后放入真空燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1450℃，保溫時(shí)間為70min。將制得的硬質(zhì)合金樣品進(jìn)行高頻感應(yīng)釬焊及超聲波輔助釬焊。

硬質(zhì)合金-鋼釬焊接頭的檢測(cè)步驟為：質(zhì)量用F210型電子天平，密度采用阿基米德排水法，物相分析用D8Advance型X射線衍射儀，微觀結(jié)構(gòu)采用NanoSEM430超高分辨率場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡，硬度和斷裂韌性通過Vickers壓痕法測(cè)量。

所述的硬質(zhì)合金-鋼釬焊接頭，含Ni釬料的添加能夠提升硬質(zhì)合金的力學(xué)性能。其提升硬質(zhì)合金性能的機(jī)理表現(xiàn)為能夠在基體與受力環(huán)境間形成一層具有高力學(xué)性能的固溶體層。制得的硬質(zhì)合金相比與采用不含Ni釬料所制備的硬質(zhì)合金，其力學(xué)性能要提升20%左右。

所述的硬質(zhì)合金-鋼釬焊接頭，釬焊溫度對(duì)硬質(zhì)合金的性能有較大的影響。釬焊溫度能夠影響燒結(jié)、釬焊過程中Ni元素的擴(kuò)散，從而影響界面固溶體層的力學(xué)性能，導(dǎo)致硬質(zhì)合金的力學(xué)性能發(fā)生變化。

所述的硬質(zhì)合金-鋼釬焊接頭，采用含4.7%Ni的釬料及1450℃的燒結(jié)溫度能夠制備出綜合性能良好的釬焊街頭，接頭的剪切強(qiáng)度能夠達(dá)到357MPa，遠(yuǎn)高于常規(guī)工藝制備的釬焊接頭。

本發(fā)明的有益效果是：