YG6C硬质合金与Cr12钢真空钎焊工艺研究

作者:黄强;陆友富 刊名:机电信息 上传者:周彩云

【摘要】采用CuMnCo钎料对YG6C硬质合金与Cr12钢真空钎焊进行研究,通过三点弯曲试验、光学显微镜、显微硬度计、SEM和EDS等,分析了钎焊温度和钎焊间隙对钎缝组织及接头性能的影响。

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机电信息 2012 年第 18 期总第 336 期 0 引言 硬质合金在现代工具材料、耐磨材料、耐高温和耐腐蚀材料等方面占据了重要地位,但由于其具有脆性大、不能锻造[1-2],且制品尺寸有限、形状简单和成本高等缺点,故应用范围受到限制。所以,研究硬质合金与钢的连接具有重要意义。 1 实验材料方法 本实验所采用的母料为 YG6C 硬质合金和 Cr12 钢,主要参数如表 1、表 2 所示。YG6C 是粗晶,其 WC 晶粒尺寸约为 4 μm[3]。 钎料 CuMnCo 是经熔炼、锻造、轧制和酸洗自制而成的,成分如表 3 所示。 图 1 为钎料 CuMnCo 的 DTA 分析结果,由图 1 可知,钎料CuMnCo 的熔点为 1 063~1 078 ℃。 实验采用的接头形式如图 2、图 3 所示,YG6C 硬质合金位于上部,Cr12 钢位于下部,钎料和镍片置于中间,并在钎缝 2 个边缘处放置圆形钼丝来控制钎缝间隙,在夹具顶部硬质合金上加压力加载块,以确保钎缝间隙就是钼丝直径。 确定钎焊时冷态真空度在 5×10-3 Pa 左右,热态真空度在5×10-2 Pa 左右[5]。YG6C 硬质合金与 Cr12 钢的真空钎焊工艺曲线如图 4 所示。 2 钎焊温度对接头组织及性能的影响 固定钎焊间隙为 0.2 mm,选择 5 个温度(1 070 ℃、1 085 ℃、1 100 ℃、1 115 ℃、1 130 ℃)作为钎焊温度进行实验,对钎焊接头进行三点弯曲试验以确定强度,再对钎焊接头组织进行微观分析,从而确定最佳钎焊温度。 2.1 抗弯强度 固定钎焊间隙为 0.2 mm,改变钎焊温度得到的接头三点弯曲试验结果如表 4 所示。 表 4 不同钎焊温度下接头三点弯曲试验结果 温度/℃ 抗弯强度/MPa 断裂位置 1 070 340 钎缝1 085 386 钎缝1 100 408 钎缝 1 115 373 硬质合金侧近钎缝处1 130 325 硬质合金侧近钎缝处 图 4 真空钎焊工艺曲线 时间 温度 炉冷 钎焊温度 30 min 15 min 10 ℃/min 12 ℃/min 850 ℃ 图 1 钎料 CuMnCo 的 DTA 曲线 800 850 900 950 1 000 1 050 1 100 温度/℃ 11.0 10.5 10.0 9.5 9.0 8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 起始温度 1 063 ℃ 终止温度 1 078 ℃ 热流/mw 表 3 CuMnCo 钎料中各种不同元素的含量 元素 Cu Mn Co 含量/wt% 88.8 8.8 2.4 表 1 YG6C 硬质合金的主要成分及性能 牌号 主要成分/ wt% 抗弯强度/ MPa 冲击韧性/ J·cm-2 硬度/ HRA 线膨胀系数/ (×10-6/℃) YG6C WC Co 94 6 2 300 2.45 86 4.5 表 2 Cr12 钢的主要成分[4] 牌号 化学成分/wt% Cr12 C 2.00~2.30 Cr 11.50~13.00 Si ≤0.40 Mn ≤0.40 P ≤0.030 S ≤0.030 Ni ≤0.25 Co ≤1.00 Cu ≤0.30 YG6C 硬质合金与 Cr12 钢真空钎焊工艺研究 黄 强 陆友富 (南京市锅炉压力容器检验研究院,江苏 南京 210002) 摘 要:采用 CuMnCo 钎料对 YG6C 硬质合金与 Cr12 钢真空钎焊进行研究,通过三点弯曲试验、光学显微镜、显微硬度计、SEM 和 EDS 等,分析了钎焊温度和钎焊间隙对钎缝组织及接头性能的影

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