[發明專利]一種硬質合金釬焊用復合釬料及其制備方法和在截齒釬焊中的應用

有效

• 申請號: 202110933187.0
• 申請日: 2021-08-12
• 公開（公告）號: CN113828957B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 龍偉民;秦建;鐘素娟;黃俊蘭;周許升;路全彬;郭艷紅;李永
• 申請（專利權）人: 鄭州機械研究所有限公司
• 主分類號: B23K35/02
• 分類號: B23K35/02;B23K35/30;B23K35/40;B23K1/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 郭佳效

本發明屬于釬焊材料領域，具體涉及一種硬質合金釬焊用復合釬料及其制備方法和在截齒釬焊中的應用。該復合釬料為夾芯材料，包括位于芯部的鐵鈷鎳合金網，以及分別復合在所述鐵鈷鎳合金網兩側表面上的第一、第二釬料部，所述第一、第二釬料部通過對應填充在鐵鈷鎳合金網網孔中的銅基釬料連接成一體；所述鐵鈷鎳合金網由以下質量百分比的組分組成：Ni?24～34％，Co?12～22％，余量為Fe。本發明的復合釬料，可有效緩釋截齒釬焊接頭熱應力，降低刀體開裂風險。鐵鎳鈷合金中的Fe、Ni、Co會微量溶解擴散進入釬縫，有利于Fe?Ni?Co固溶體的形成，減少η脆性相的產生，有效增強接頭強度。

技術領域

本發明屬于釬焊材料領域，具體涉及一種硬質合金釬焊用復合釬料及其制備方法和在截齒釬焊中的應用。

背景技術

截齒是采煤及掘進機械的主要部件，隨著近年來我國在采煤、掘進機械方面的大力發展，截齒用量日益增加。面對日益復雜的惡劣工況，對截齒的質量要求也不斷提高。截齒在服役中受力復雜、環境惡劣，是采煤、掘進機械主要的易損部件。截齒質量的好壞將直接影響采煤、掘進機械生產能力的發揮、功率的消耗、工作平穩性和其他零部件的使用壽命。截齒是由硬質合金刀頭焊接在截齒鋼基體凹槽上所組成的切割刀具。截齒質量的好壞主要取決于鋼基體與硬質合金刀頭的釬焊質量。

目前，紐扣狀釬料是用于截齒的硬質合金刀頭與截齒鋼基體釬焊的常用釬焊材料。

釬焊單個截齒時，需將多片紐扣料預置在鋼基體凹槽底部，釬料量受限于每片紐扣料質量的穩定性。單個截齒釬料量很難一致，導致釬焊質量穩定性差。預置在鋼基體凹槽底部的紐扣料，熔融填縫時需爬升的高度大，易造成氣孔、未焊透、夾渣等缺陷。更嚴重的是，截齒硬質合金刀頭的熱膨脹系數為4.5×10^-6/K，其鋼基體的熱膨系數為1.1-1.4×10^-5/K，二者差別較大，釬焊時易產生殘余熱應力。應力值達到一定程度時，會影響釬縫性能，甚至引發釬縫或硬質合金刀頭開裂，使截齒的可靠性和使用壽命大幅降低。另外，現有紐扣料中的強化元素含量較少，含量多時紐扣料脆硬性大，較難成形，從而導致截齒的釬縫強度較低。目前，我國截齒在生產中有大約10％-20％的硬質合金刀頭先期脫落，脫落的主要因素是釬焊接頭抗剪強度不足。

發明內容

本發明的目的在于提供一種硬質合金釬焊用復合釬料，以進一步增強接頭強度，緩釋接頭的焊接熱應力。

本發明的第二個目的在于提供上述硬質合金釬焊用復合釬料的制備方法。

本發明的第三個目的在于提供上述復合釬料在截齒釬焊中的應用。

為實現上述目的，本發明的硬質合金釬焊用復合釬料的技術方案是：

一種硬質合金釬焊用復合釬料，所述復合釬料為夾芯材料，包括位于芯部的鐵鈷鎳合金網，以及分別復合在所述鐵鈷鎳合金網兩側表面上的第一、第二釬料部，所述第一、第二釬料部通過對應填充在鐵鈷鎳合金網網孔中的銅基釬料連接成一體；

所述銅基釬料由以下重量份的組分組成：Cu?45.0～52.0份、Zn?8.0～10.0份、Ni12.0～14.0份、Mn?22～28份；

所述鐵鈷鎳合金網由以下質量百分比的組分組成：Ni?24～34％，Co?12～22％，余量為Fe。

本發明的復合釬料，使用鐵鈷鎳合金網復合銅基釬料，特定成分的鐵鎳鈷合金網形成可伐合金，在20-450℃范圍內具有與硬質合金近似的線膨脹系數，可有效緩釋截齒釬焊接頭熱應力，降低刀體開裂風險。另外，鐵鎳鈷合金中的Fe、Ni、Co會微量溶解擴散進入釬縫，從而有利于Fe-Ni-Co固溶體的形成，減少η脆性相的產生，而且Co還能補充硬質合金中粘結相Co的流失，有效增強接頭強度，從而提高截齒的可靠性和使用壽命。

優選的，所述銅基釬料由以下重量份的組分組成：Cu?47.0～50.0份、Zn?8.0～10.0份、Ni12.0～14.0份、Mn?25～28份。