[發明專利]一種用于硬質合金刀具釬焊的復合釬料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010692987.3
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111889917B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 趙上強;謝明;方繼恒;張吉明;楊有才;李愛坤;馬洪偉;段云昭
• 申請（專利權）人: 昆明貴研新材料科技有限公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/40
• 代理公司: 昆明今威專利商標代理有限公司 53115
• 代理人: 賽曉剛

本發明涉及一種用于硬質合金刀具釬焊的復合釬料，由25～27％的Ag，37～39％的Cu，3.0～5.0％的Mn，2.0～4.0％的Ni，1.5～2.5％的In，0.5～1.0％的nano?SiCp，0.15～0.3％的Si，0.1～0.2％的B，0.05～0.1％的Co，0.01～0.05％的Fe，0.01～0.1％的La、Ce和Y混合稀土，余量為Zn，其中，混合稀土為La、Ce、Y中的至少兩種。本發明的制備方法包括：1)按配比稱取原料；2)Cu粉和nano?SiCp分段變速高能球磨制取Cu/nano?SiCp顆粒；3)將Ag、Cu錠、Zn、Mn、Ni、Si、Co、Fe放入中頻感應熔煉爐加熱熔化，再依次往坩堝中加入In、B、Cu箔包覆的混合稀土、Cu/nano?SiCp顆粒；4)移入井式電阻爐，進行超聲振動并擠壓鑄造成型；5)鑄錠經熱軋、冷軋成箔片狀釬料。本發明分段變速球磨和超聲振動保證了nano?SiCp的均勻分散，釬料潤濕性和填縫能力好，釬焊工藝性良好，制備方法簡單，成品率高。

技術領域

本發明屬于釬焊材料技術領域，特別涉及一種用于硬質合金刀具釬焊的復合釬料及其制備方法。

背景技術

硬質合金具有高硬度、高強度、耐磨損及良好的紅硬性等優異性能，常用來制作刀具以及以耐磨性為主要性能的各類零部件，廣泛用于機械加工、地質勘探、礦產開采等領域。

近年來，硬質合金刀具數量不斷增長，現已占到所有刀具數量的60％以上。由于硬質合金難以制備大規格、復雜形狀刀具，大部分硬質合金以釬焊方式鑲嵌在鋼基體上。

焊接式硬質合金刀具具有硬度高、耐磨性好、耐熱性好、切削性能高、使用壽命長等優點，且與整體硬質合金刀具和機械裝夾式硬質合金刀具相比，其使用成本更低。然而，硬質合金與鋼基體間的顯著熱膨脹系數差異會造成刀具在釬焊過程中產生大的焊接應力、釬料力學性能遠低于硬質合金及基體等問題卻限制了焊接式硬質合金的性能及運用。

目前，硬質合金和鋼基體釬焊方面取得的研究進展集中在改進釬料配方、控制釬焊工藝參數和優化接口結構等方面。其中，改進釬料配方對提高硬質合金刀具釬焊效果顯著、普適性和生產運用性強而廣受青睞。

中國專利申請公布號CN 104191099 A公開了一種用于硬質合金釬焊的WC顆粒增強的復合釬料及其制備方法。釬料由Al、Ti、Ni、W、Co、Cr、B、Fe、Si粉末及WC顆粒組成，制備方法為：原料稱取、釬料機械合金化、高溫熔煉、超聲振動、真空甩帶制箔。該專利所述釬料雖能提高釬焊接頭耐磨性和工作強度，但是該方法工藝要求高，流程繁瑣，生產效率低。為此，公布號CN 110076474 A公開了一種既可提高釬焊接頭性能又可規模化生產的硬質合金復層焊接材料及其制備方法，但該專利所述復層焊接材料對管錠塑性及結合面要求高、熱擠壓工藝及擠壓復層材料質量難控制，限制了復層材料的運用和生產。

綜上所述，通過合適方法改進釬料配方，研究開發一種釬焊工藝性良好，釬焊接頭強度高，制備工藝簡單，易批量生產的高性價比釬料，是十分有必要的。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，提供一種用于硬質合金刀具釬焊的復合釬料及其制備方法。本發明的釬料為多元素添加的復合釬料，制備方法簡單，釬料潤濕性和填縫能力好，釬焊工藝性良好，釬焊接頭可靠性高。

本發明所述一種用于硬質合金刀具釬焊的復合釬料，其特征在于釬料由Ag、Cu、Zn、Mn、Ni、In、Si、B、Co、Fe、混合稀土和nano-SiCp組成，各組分按質量百分比為：25～27％的Ag，37～39％的Cu，3.0～5.0％的Mn，2.0～4.0％的Ni，1.5～2.5％的In，0.5～1.0％的nano-SiCp，0.15～0.3％的Si，0.1～0.2％的B，0.05～0.1％的Co，0.01～0.05％的Fe，0.01～0.1％的混合稀土，余量為Zn，其中，混合稀土為La、Ce、Y中的至少兩種。

本發明所述一種用于硬質合金刀具釬焊的復合釬料的制備方法，工藝步驟如下：