[發(fā)明專利]一種含Hf的多元無硼鎳基合金釬料、制備方法及其釬焊方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110746032.6
• 申請(qǐng)日: 2021-07-01
• 公開（公告）號(hào): CN113458655B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐東;崔冰;丁梓超;左如忠;張暉;李維火;傅玉燦;孫華為;張雷;程戰(zhàn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K35/30
• 分類號(hào): B23K35/30;B23K35/40;B23K1/00;B23K1/008;B23K1/20
• 代理公司: 合肥昊晟德專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34153
• 代理人: 王林

本發(fā)明涉及釬焊技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含Hf的多元無硼鎳基合金釬料、制備方法及其釬焊方法；這種含Hf的多元無硼鎳基合金釬料，包括NiCrSiCuSn合金相和增強(qiáng)相Hf，各組分的質(zhì)量百分比為51.0％～55.0％的Ni，12.0％～15.0％的Cr，3.0％～5.0％的Si，16.0％～20.0％的Cu，3.0％～5.0％的Sn和0～4％的Hf，通過真空電弧熔煉獲得合金釬料，去除B元素，大大提高了釬料的韌性；加入少量Hf元素，在不提高釬焊溫度的同時(shí)，降低了石墨化、熱裂紋等熱損傷的問題，減少了脆性相的產(chǎn)生，并提高了釬料對(duì)金剛石的把持力，提高了接頭的強(qiáng)度和硬度，保證了接頭的力學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及釬焊技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種含Hf的多元無硼鎳基合金釬料、制備方法及其釬焊方法。

背景技術(shù)

與傳統(tǒng)金剛石工具相比，單層釬焊金剛石工具具有金剛石磨粒固著力強(qiáng)，切削效率高，容屑空間大，使用壽命長(zhǎng)等諸多優(yōu)點(diǎn)，因而常用于硬脆材料的加工。但是仍存在一些不足，由于釬焊金剛石工具制造時(shí)，釬焊溫度高，金剛石顆粒熱損傷較大，導(dǎo)致其強(qiáng)度降低，在重負(fù)荷磨削加工過程中，這些熱損傷較大的金剛石顆粒發(fā)生破碎、斷裂，甚至整體脫落的幾率相對(duì)就會(huì)高一些。

目前適于釬焊金剛石的常用活性釬料有鎳基活性釬料、銅基活性釬料和銀基活性釬料。銀基活性釬料具有較低的熔化溫度，能很好地潤(rùn)濕金剛石，但較高的含銀量增加了釬焊成本。銅基釬料潤(rùn)濕性較好，但強(qiáng)度、硬度及耐磨性都不如Ni基釬料。

Ni基活性釬料具有較高的硬度和強(qiáng)度，抗磨損性能和耐腐蝕性能好，因而制成的金剛石工具可實(shí)現(xiàn)重負(fù)荷、惡劣環(huán)境條件下的操作作業(yè)，但其較高的釬焊溫度會(huì)造成金剛石的石墨化、化學(xué)侵蝕、殘余應(yīng)力等熱損傷，如金剛石的破損及孔洞等，削弱了金剛石的機(jī)械強(qiáng)度和基體對(duì)金剛石的把持力，造成金剛石的斷裂和脫落。這些都會(huì)導(dǎo)致單層釬焊金剛石工具的強(qiáng)度和硬度降低，使用壽命減少。因此而展開Ni基活性釬料全面系統(tǒng)的研究，研發(fā)熔化溫度低，硬度-強(qiáng)度-韌性最優(yōu)的新型多元鎳基活性釬料。

鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的研究和實(shí)踐終于獲得了本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決Ni基活性釬料較高的釬焊溫度造成金剛石的石墨化、化學(xué)侵蝕、殘余應(yīng)力等熱損傷的問題，提供了一種含Hf的多元無硼鎳基合金釬料、制備方法及其釬焊方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種含Hf的多元無硼鎳基合金釬料，各組分的質(zhì)量百分比為51.0％～55.0％的Ni，12.0％～15.0％的Cr，3.0％～5.0％的Si，16.0％～20.0％的Cu，3.0％～5.0％的Sn和0～4％的Hf。

本發(fā)明還公開了上述含Hf的多元無硼鎳基合金釬料的制備方法，包括以下步驟：

S1：稱取各元素：依據(jù)各元素質(zhì)量百分比稱取相應(yīng)的Hf、Ni、Cr、Si、Cu、Sn單質(zhì)原料，將稱取后的單質(zhì)金屬用丙酮超聲清洗10～20min，烘干；

S2：熔煉制備合金：將步驟S1中得到的烘干后的金屬單質(zhì)置于真空電弧熔煉設(shè)備中，抽真空至真空度為1×10^-3～5×10^-3Pa，并通入高純Ar氣作為保護(hù)氣，采用脈沖電弧加熱的方法熔煉合金，待合金隨爐冷卻后從爐中取出，制得合金鑄錠，吸鑄得到合金釬料。

所述步驟S1中Hf、Ni、Cr、Si、Cu、Sn單質(zhì)的純度均為99.5％。

所述步驟S2中脈沖電弧加熱電流范圍為50～150A。

所述步驟S2中熔煉合金時(shí)對(duì)釬料合金重熔-凝固-重熔-凝固反復(fù)熔煉至少5次。

本發(fā)明還公開了上述種含Hf的多元無硼鎳基合金釬料的釬焊方法，包括以下步驟：

(1)分別采用粒度為320#、600#的砂紙打磨鋼的釬焊面，然后用丙酮超聲清洗5min，烘干；