硬質(zhì)合金釬焊課件

硬質(zhì)合金釬焊

1.硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金是一種高生產(chǎn)率的工具材料，具有高硬度、高強度、耐磨損及良好的紅硬性等優(yōu)異性能。用來制作刀具、模具、量具、采掘工具以及耐磨作為主要性能的各種零部件，在機械加工、地質(zhì)勘探、礦山開采等工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。硬質(zhì)合金價格昂貴且韌性差，使其難以生產(chǎn)較大尺寸、形狀復(fù)雜的制品。而且許多零件在使用時并不需要整體都用硬質(zhì)合金制造，所以將硬質(zhì)合金與韌性較好、強度較高、加工性能優(yōu)異、廉價的鋼連接起來具有重要的使用價值。1.硬質(zhì)合金釬焊法是目前硬質(zhì)合金與鋼的主要焊接方法，近十年來，一些新的焊接方法如燒結(jié)擴散焊、鎢極惰性氣體保護焊、激光焊等也在積極研究探索之中，將有可能在硬質(zhì)合金的焊接中得到廣泛的應(yīng)用。2.釬焊性Ⅱ硬質(zhì)合金釬焊中的另一個問題是接頭易產(chǎn)生裂紋。這是因為它的線膨脹系數(shù)僅為低碳鋼的一半，當硬質(zhì)合金與這類鋼的基體釬焊時，會在接頭中產(chǎn)生很大的熱應(yīng)力，從而導(dǎo)致接頭的開裂。因此，硬質(zhì)合金與不同材料釬焊時，應(yīng)設(shè)法采取防裂措施。3.釬焊材料硬質(zhì)合金通常采用純銅、銅鋅和銀銅釬料。ⅰ純銅：純銅對各種硬質(zhì)合金均有良好的潤濕性，但需在氫的還原性氣氛中釬焊才能得到最佳效果。同時，由于釬焊溫度高，接頭中的應(yīng)力較大，導(dǎo)致裂紋傾向增大。采用純銅釬焊的接頭抗剪強度約為150MPa，接頭塑性也較高，但不適用于高溫工作。

3.釬焊材料ⅱ銅鋅釬料：銅鋅釬料是硬質(zhì)合金最常用的釬料。為提高釬料的潤濕性和接頭的強度，在釬料中常添加Mn、Ni、Fe等合金元素。例如B-Cu58ZnMn中就加有w(Mn)4％，使硬質(zhì)合金釬焊接頭的抗剪強度在室溫達到300～320MPa：在320°C時仍能維持220—240MPa。在B—Cu58ZnMn的基礎(chǔ)上加入少量的Co，可使釬焊接頭的抗剪強度達到350MPa，并且具有較高的沖擊韌度和疲勞強度，顯著提高了刀具和鑿巖工具的使用壽命3.釬焊材料ⅲ銀銅釬料：銀銅釬料的熔點較低，釬焊接頭產(chǎn)生的熱應(yīng)力較小，有利于降低硬質(zhì)合金釬焊時的開裂傾向。為改善釬料的潤濕性并提高接頭的強度和工作溫度，釬料中還常添加Mn、Ni等合金元素。例如B-Ag50CuZnCdNi釬料對硬質(zhì)合金的潤濕性極好，釬焊接頭具有良好的綜合性能。4.焊前準備③在清理硬質(zhì)合金釬焊面時，最好不用化學(xué)機械研磨或電解磨削等方法處理，因為它們都是靠腐蝕硬質(zhì)合金表面層的黏結(jié)劑（鈷）來加快研磨或提高磨削效率的，而硬質(zhì)合金表面的鈷被腐蝕掉后，釬料就很難再潤濕硬質(zhì)合金，容易造成脫焊現(xiàn)象。特殊情況下，硬質(zhì)合金釬焊面必須用上述方法或電火花線切割處理時，可將處理后的硬質(zhì)合金再進行噴砂處理或用碳化硅砂輪磨去表面層。噴砂后的硬質(zhì)合金可用汽油、酒精清洗，以去除油污。4.焊前準備④釬焊前應(yīng)仔細檢查鋼基體上的槽形是否合理，尤其是對易裂牌號的硬質(zhì)合金和大釬焊面的硬質(zhì)合金工件，更應(yīng)嚴格要求。刀槽也進行噴砂處理和清洗去除油污。清洗量大時，可采用堿性溶液煮沸10～15min。高頻或浸銅釬焊的多刃刀具及復(fù)雜量具，最好用飽和硼砂水溶液煮沸20～30min，取出烘干后再進行焊接。5.釬劑和保護氣體

釬劑：釬劑的選擇應(yīng)與所焊的母材和所選的釬料相配合。工具鋼和硬質(zhì)合金釬焊時，所用的釬劑主要以硼砂和硼酸為主，并加入一些氟化物(KF、NaF、CaF2等)。銅鋅釬料配用FB301、FB302和FBl05釬劑，銀銅釬料配用FBl01～FBl04釬劑。采用專用釬料釬焊高速鋼時，主要配用硼砂釬劑。5.釬劑和保護氣體

釬焊高速鋼專用釬料的組成成分及液相線溫度5.釬劑和保護氣體保護氣體：為了防止工具鋼在釬焊加熱過程中的氧化和免除釬焊后的清理，可以采用氣體保護釬焊。保護氣體可以惰性氣體，也可以是還原性氣體要求氣體的露點應(yīng)低于-40°C。硬質(zhì)合金可在氫氣保護下進行釬焊，所需氫氣的露點應(yīng)低于-59°C。

6.釬焊過程

硬質(zhì)合金的表面在釬焊前應(yīng)經(jīng)噴砂處理，或用碳化硅或金剛石砂輪打磨，清除表面過多的碳，以便于釬焊時被釬料所潤濕。含碳化鈦的硬質(zhì)合金比較難潤濕，通過在其表面上涂敷氧化銅或氧化鎳膏狀物，并在還原性氣氛中烘烤使銅或鎳過渡到表面上去，從而增強釬料的潤濕性。

6.釬焊過程硬質(zhì)合金工具的釬焊工藝是否正確對焊接質(zhì)量有至關(guān)重要的作用。加熱速度對焊接質(zhì)量有明顯的影響?？焖偌訜釙褂操|(zhì)合金片產(chǎn)生裂紋和溫度不均；但加熱過慢，又會引起表面氧化，使接頭強度降低。部分硬質(zhì)合金焊接時允許的加熱速度見表8。6.釬焊過程※硬質(zhì)合金與鋼氧－乙炔釬焊的操作技術(shù)要點如下：①為了防止硬質(zhì)合金刀片在釬焊過程中脫碳或過燒，要選用碳化焰。②釬焊溫度1000℃左右為宜，即硬質(zhì)合金刀片加熱呈亮紅色。如果刀片呈暗紅色或白亮色時不能釬焊，因為前者溫度過低，后者溫度過高，已出現(xiàn)過燒現(xiàn)象。6.釬焊過程③焊炬由左向右、由右向左、由上向下反復(fù)對刀體進行加熱，使刀體和刀片受熱均勻一致。④釬焊時焊嘴與刀桿的間距約為50mm，焊嘴與刀桿端傾斜角度為110o，這樣可保證有效地利用火焰熱量和加熱平衡。釬焊過程中，要使火焰始終覆蓋在整個釬焊部位，使之與空氣隔離，以防止氧化或產(chǎn)生氣孔。6.釬焊過程釬焊過程中要正確地控制工件的釬焊溫度。釬焊溫度過高，會造成焊縫氧化和含鋅釬料中鋅元素的蒸發(fā)；釬焊溫度過低，焊縫會因釬料的流動性不好而偏厚，焊縫內(nèi)有大量的氣孔和夾渣，這是造成脫焊的主要原因。釬焊溫度應(yīng)比釬料熔點高30～50℃，這時釬料的流動性、滲透性好，易于滲透布滿整個焊縫。釬料熔化后用紫銅加壓棒將硬質(zhì)合金沿槽窩往復(fù)移動2～3次，以排除焊縫中的熔渣。移動距離約為硬質(zhì)合金長度的1/3左右。6.釬焊過程釬焊后的冷卻速度是影響釬焊裂紋的主要因素之一。冷卻時硬質(zhì)合金片表面產(chǎn)生瞬時拉應(yīng)力，硬質(zhì)合金的抗拉應(yīng)力大大低于抗壓應(yīng)力。尤其是YT60、YT30、YG3X等硬質(zhì)合金釬焊面積較大以及基體小而硬質(zhì)合金較大的工件，更應(yīng)注意釬