[發明專利]一種高結合強度銅鋼雙金屬減摩耐磨復合材料的焊接方法

有效

• 申請號: 202110461336.8
• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113118716B
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 尹延國;張鈺暉;吳玉程;李蓉蓉
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B23K20/00;B23K20/22
• 代理公司: 合肥金安專利事務所(普通合伙企業) 34114
• 代理人: 金惠貞

1.一種高結合強度銅鋼雙金屬減摩耐磨復合材料的焊接方法，其特征在于操作步驟如下：

（1）取面積大小相同的一塊鋼片和一塊銅合金片，對鋼片的表面進行噴砂，乙醇清洗；對銅合金片表面進行粗打磨處理；

（2）取銅錫合金粉末（CuSn10），將銅錫合金粉末在液壓機中壓制成片狀生坯；

（3）將片狀生坯放置在鋼片上，在網帶爐中燒結熔覆，使生坯完全形成液相，且鋪展潤濕鋼片的整個表面，隨爐冷卻，獲得具有熔覆層的鋼片熔覆件，銅錫合金熔覆層的厚度為50-100μm；

（4）將鋼片熔覆件的熔覆層表面粗打磨，乙醇清洗；將鋼片熔覆件的熔覆層表面和銅合金片對合，在真空燒結爐中進行擴散焊接；隨爐冷卻，得到焊接件；銅鋼雙金屬減摩耐磨復合材料；

（5）將焊接件低溫退火處理，水淬，得到具有高結合強度的銅鋼雙金屬復合材料；所述銅鋼雙金屬復合材料的焊接界面處的剪切強度為240～280MPa。

2.根據權利要求1所述的一種高結合強度銅鋼雙金屬減摩耐磨復合材料的焊接方法，其特征在于：步驟（1）中，所述銅合金片材料為鉛青銅合金（ZCuSn10Pb10）。

3.根據權利要求1所述的一種高結合強度銅鋼雙金屬減摩耐磨復合材料的焊接方法，其特征在于：步驟（2）中，所述銅錫合金材料為CuSn10，生坯壓制的壓力為700～800MPa。

4.根據權利要求1所述的一種高結合強度銅鋼雙金屬減摩耐磨復合材料的焊接方法，其特征在于：步驟（3）中，燒結條件：燒結溫度為1100～1150℃、帶速70mm/min、氮氣和氫氣混合（N₂+H₂）氣氛保護。

5.根據權利要求1所述的一種高結合強度銅鋼雙金屬減摩耐磨復合材料的焊接方法，其特征在于：步驟（4）中，先將真空爐抽真空至1.0×10²Pa，通入氬氣，當爐內氣體純度達到90%，以10℃/min的升溫速率升溫至850～900℃，保溫1～2h，焊接過程中加載壓力為0.2～0.5MPa。

6.根據權利要求1所述的一種高結合強度銅鋼雙金屬減摩耐磨復合材料的焊接方法，其特征在于：步驟（5）中，低溫退火條件：退火溫度為450℃、保溫時間為3h，保溫結束立刻取出水淬，消除組織及界面內應力，擴大銅基體中錫的固溶度。