[發(fā)明專利]一種TiC硬質(zhì)合金/碳鋼爆炸焊接復(fù)合板

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• 申請日: 2017-10-18
• 公開（公告）號: CN109676235A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王藝霖
• 申請（專利權(quán)）人: 王藝霖
• 主分類號: B23K20/08
• 分類號: B23K20/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

為了改善硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性，制備了一種TiC硬質(zhì)合金/碳鋼爆炸焊接復(fù)合板。采用TiC硬質(zhì)合金和中碳鋼板材、具有珠光體組織的碳鋼粉末為原料，TiC硬質(zhì)合金/碳鋼爆炸焊接復(fù)合板，TiC硬質(zhì)合金/碳鋼爆炸焊接復(fù)合板界面上有一斷續(xù)的過渡層，層厚約10μm，層內(nèi)為納米晶，該層組成相主要為鐵素體、少量奧氏體和TiC。在近界面鋼一側(cè)可以看到明顯的流線狀組織特征，該區(qū)原鐵素體轉(zhuǎn)變成板條狀馬氏體，珠光體層片間距減小，呈流線分布。所制得的TiC硬質(zhì)合金/碳鋼爆炸焊接復(fù)合板，其硬度、致密化程度、抗彎強(qiáng)度都得到大幅提升。本發(fā)明能夠為制備高性能的TiC硬質(zhì)合金/碳鋼復(fù)合板提供一種新的生產(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TiC硬質(zhì)合金/碳鋼爆炸焊接復(fù)合板。

背景技術(shù)

硬質(zhì)合金是由1種或多種高硬度、高模量的間隙化合物(通常是WC與過渡金屬Fe、Co、Ni或其合金)組成的復(fù)合材料，WC-Co硬質(zhì)合金以其硬度高、紅硬性高、抗壓強(qiáng)度高、耐磨性好，耐蝕性與抗氧化性良好，廣泛應(yīng)用于切削刀具、礦用工具、模具、量具、耐磨零件以及機(jī)械密封等工業(yè)領(lǐng)域，被稱為“現(xiàn)代工業(yè)的牙齒”。 硬質(zhì)合金屬于脆性材料，硬度和強(qiáng)度即耐磨性和韌性之間的矛盾一直是困擾其發(fā)展的主要因素。

TiC淺灰色，立方晶系，不溶于水，具有很高的化學(xué)穩(wěn)定性，與鹽酸、硫酸幾乎不起化學(xué)反應(yīng)，但能夠溶解于王水，硝酸，以及氫氟酸中，還溶于堿性氧化物的溶液中。TiC是具有金屬光澤的鐵灰色晶體,屬于NaCl型面心立方結(jié)構(gòu),晶格常數(shù)為0.4329nm,空間群為Fm3m,在晶格位置上碳原子與鈦原子是等價的,TiC原子間以很強(qiáng)的共價鍵結(jié)合,具有類似金屬的若干特性,如高的熔點、沸點和硬度,硬度僅次于金剛石,有良好的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性,在溫度極低時甚至表現(xiàn)出超導(dǎo)性。因此,TiC被廣泛用于制造金屬陶瓷,耐熱合金、硬質(zhì)合金、抗磨材料、高溫輻射材料以及其它高溫真空器件,用其制備的復(fù)相材料在機(jī)械加工、冶金礦產(chǎn)、航天和聚變堆等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了改善硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性，設(shè)計了一種TiC硬質(zhì)合金/碳鋼爆炸焊接復(fù)合板。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

TiC硬質(zhì)合金/碳鋼爆炸焊接復(fù)合板的制備原料包括：TiC硬質(zhì)合金和中碳鋼板材，具有珠光體組織的碳鋼粉末。

TiC硬質(zhì)合金/碳鋼爆炸焊接復(fù)合板的制備步驟為：中碳鋼做基板，TiC做復(fù)板。復(fù)板和基板間隔一定距離，復(fù)板上鋪設(shè)炸藥，采用一端起爆法，焊接而成。從焊接后的復(fù)合板上沿爆轟方向且垂直于焊接界面切取塊狀試樣和0.3mm的薄片。

TiC硬質(zhì)合金/碳鋼爆炸焊接復(fù)合板的檢測步驟為：界面顯微組織采用掃描電鏡觀察，元素分布采用X射線能譜儀分析，采用透射電鏡觀察界面顯微組織以及進(jìn)行相結(jié)構(gòu)分析。

所述的TiC硬質(zhì)合金/碳鋼爆炸焊接復(fù)合板，TiC硬質(zhì)合金/碳鋼爆炸焊接復(fù)合板界面上有一斷續(xù)的過渡層，層厚約10μm，層內(nèi)為納米晶，該層組成相主要為鐵素體、少量奧氏體和TiC。

所述的TiC硬質(zhì)合金/碳鋼爆炸焊接復(fù)合板，兩種材料的組成元素在界面附近發(fā)生了互擴(kuò)散，跨越界面擴(kuò)散最明顯的元素為Ti，向鋼一側(cè)的擴(kuò)散距離約15μm。

所述的TiC硬質(zhì)合金/碳鋼爆炸焊接復(fù)合板，在近界面鋼一側(cè)可以看到明顯的流線狀組織特征，該區(qū)原鐵素體轉(zhuǎn)變成板條狀馬氏體，珠光體層片間距減小，呈流線分布。

本發(fā)明的有益效果是：