Ⅰ 硬质合金纤焊工艺
硬质合金刀片焊接工艺主要是钎焊我把硬质合金工具钢钎焊 技术 发给你.
硬质合金工具钢钎焊 技术
1、钎焊性
工具钢通常包括碳素工具钢、合金工具钢和高速钢,而硬质合金是碳化物(如 WC、TiC 等)与粘结金属 (如 Co 等)经粉末烧结而成的.工具钢和硬质合金的钎焊技术主要用于刀具、模具、量具和采掘工具的制造 上. 工具钢钎焊中的主要问题,是它的组织和性能易受钎焊过程的影响.如果钎焊工艺不当,极易产生高 温退火、氧化及脱碳等问题.例如高速钢 W18Cr4V 的淬火温度1260—1280℃,为避免上述问题的发生, 确保切削时具有最大的硬度和耐磨性,要求钎焊温度必须与淬火温度相适应.
硬质合金的钎焊性是较差的.这是因为硬质合金的含碳量较高,未经清理的表面往往含有较多的游离 碳,从而妨碍钎料的润湿.此外,硬质合金在钎焊的温度下容易氧化形成氧化膜,也会影响钎料的润湿. 因此,钎焊前的表面清理对改善钎料在硬质合金上的润湿性是很重要的,必要时还可采取表面镀铜或镀镍 等措施.
硬质合金钎焊中的另一个问题是接头易产生裂纹.这是因为它的线膨胀系数仅为低碳钢的一半,当硬 质合金与这类钢的基体钎焊时,会在接头中产生很大的热应力,从而导致接头的开裂.因此,硬质合金与 不同材料钎焊时,应设法采取防裂措施.
2、钎焊材料
(1)钎料钎焊工具钢和硬质合金通常采用纯铜、铜锌和银铜钎料.纯铜对各种硬质合金均有良好的润湿 性,但需在氢的还原性气氛中钎焊才能得到最佳效果.同时,由于钎焊温度高,接头中的应力较大,导致 裂纹倾向增大.采用纯铜钎焊的接头抗剪强度约为 150MPa,接头塑性也较高,但不适用于高温工作.
铜锌钎料是钎焊工具钢和硬质合金最常用的钎料.为提高钎料的润湿性和接头的强度,在钎料中常添 加 Mn、Ni、Fe 等合金元素.例如 B-Cu58ZnMn 中就加w(Mn)4%,使硬质合金钎焊接头的抗剪强度在 室温达到 300～320MPa：在 320° 时仍能维持 220—240MPa.在 B—Cu58ZnMn 的基础上加入少量的 C C o,可使钎焊接头的抗剪强度达到 350MPa,并且具有较高的冲击韧度和疲劳强度,显著提高了刀具和凿岩 工具的使用寿命.
银铜钎料的熔点较低,钎焊接头产生的热应力较小,有利于降低硬质合金钎焊时的开裂倾向.为改善 钎料的润湿性并提高接头的强度和工作温度,钎料中还常添加 Mn、Ni 等合金元素.例如 Ag50CuZnCd Ni 钎料对硬质合金的润湿性极好,钎焊接头具有良好的综合性能.
除上述 3 种类型的钎料外,对于工作在 500° 以上且接头强度要求较高的硬质合金,可以选用 Mn 基 C 和 Ni 基钎料,如 B-Mn50NiCuCrCo 和 B-Ni75CrSiB 等.对于高速钢的钎焊,应选择钎焊温度与淬火温度 相匹配的专用钎料,如表 3 所示.这种钎料分为两类,一类为锰铁型钎料,主要由锰铁及硼砂组成,所钎 焊的接头抗剪强度一般为 100MPa 左右,但接头易出现裂纹：另一类为含 Ni、Fe、Mn 和 Si 的特殊铜合金, 用它钎焊的接头不易产生裂纹,其抗剪强度能提高到 300MPa.
(2)钎剂和保护气体钎剂的选择应与所焊的母材和所选的钎料相配合.工具钢和硬质合金钎焊时,所用 的钎剂主要以硼砂和硼酸为主,并加入一些氟化物(KF、NaF、CaF2 等).铜锌钎料配用 FB301、FB302 和 FBl05 钎剂,银铜钎料配用 FBl01～FBl04 钎剂.采用专用钎料钎焊高速钢时,主要配用硼砂钎剂.
为了防止工具钢在钎焊加热过程中的氧化和免除钎焊后的清理,可以采用气体保护钎焊.保护气体可 以惰性气体,也可以是还原性气体要求气体的露点应低于-40 C°. 硬质合金可在氢气保护下进行钎焊,所需 C 氢气的露点应低于-59 C°.
3、钎焊技术
工具钢在钎焊前必须进行清理,机械加工的表面不必太光滑,以便于钎料和钎剂的润湿和铺展.硬质 合金的表面在钎焊前应经喷砂处理,或用碳化硅或金刚石砂轮打磨,清除表面过多的碳,以便于钎焊时被 钎料所润湿.含碳化钛的硬质合金比较难润湿,通过在其表面上涂敷氧化铜或氧化镍膏状物,并在还原性 气氛中烘烤使铜或镍过渡到表面上去,从而增强钎料的润湿性.
碳素工具钢的钎焊最好在淬火工序前进行或者同时进行.如果在淬火工序前进行钎焊,所用钎料的固 相线温度应高于淬火温度范围,以使焊件在重新加热到淬火温度时仍然具有足够高的强度而不致失效.当 钎焊和淬火合并进行时,选用固相线温度接近淬火温度的钎料.
合金工具钢的成分范围很宽,应根据具体钢种确定适宜的钎料、热处理工序以及将钎焊和热处理工序 合并的技术,从而获得良好的接头性能.
高速钢的淬火温度一般高于银铜和铜锌钎料的熔化温度,因此需在钎焊前进行淬火,并在二次回火期 间或之后进行钎焊.如果必须在钎焊后进行淬火,只能选用前述的专用钎料进行钎焊.钎焊高速钢刀具时 采用焦炭炉比较合适,当钎料熔化后,取出刀具并立即加压,挤出多余的钎料,再进行油淬,然后550 ～570℃回火.
硬质合金刀片与钢制刀杆钎焊时,宜采取加大钎缝间隙和在钎缝中施加塑性补偿垫片的方法,并在焊 后进行缓冷,以减小钎焊应力,防止裂纹产牛,延长硬质合金刀具组件的使用寿命.
钎焊后,焊件上的钎剂残渣先用热水冲洗或用一般的除渣混合液清洗,随后用合适的酸洗液酸洗,以 清除基体刀杆上的氧化膜.但注意不要使用硝酸溶液,以防腐蚀钎缝金属
Ⅱ 硬质合金焊接工艺
因为硬质合金与碳素钢之间的物理功能相差较大，现在钎焊和分散焊仍然是可行而又有用的焊接办法。此外一些新的焊接办法如钨极惰性气体维护电弧焊（TIG）、电子束焊（EB- W）、激光焊（LBW）等也在活跃的研讨探索当中，将来也许在硬质合金的焊接中得到运用。
(1) 钎焊
钎焊是一种传统且广泛运用的硬质合金焊接办法。在硬质合金与钢的钎焊办法中，依据加热办法的不一样有燃气火焰钎焊，炉中钎焊、真空钎焊、感应钎焊、电阻钎焊 和激光钎焊等技能。无论用哪一种办法，钎料的熔点均低于基体金属的液相线，并借助于毛细招引作用而流布在接头中。所衔接的商品包含油井钻头、冷热冲压模具、粉末冶金模具、轧辊、刃具和量具、凿岩钎具、木工刀具等。
钎料是钎焊时运用的填充资料，对钎焊接头功能起着重要作用。焊料功能是决定钎焊质量的重要要素之一。
燃气火焰钎焊设备简略，依据工件形状可用多火焰一起加热焊接。钎料多选用丝状或片状的铜基、银基钎料，适用于单件和小批量出产，但气焊炬的选用及钎焊后热处理等多种不确定要素较多，钎焊质量可靠性较小，关于大型的硬质合金东西，因为火焰加热的温度和速度难以操控，加热时会发生较大的温度梯度，简略引起裂纹的发生，因而通常不选用此办法。
感应钎焊、电阻钎焊和炉中钎焊的硬质合金刀具出产率高，质量也较为稳定，但设备和技能比较杂乱，别的对工件的尺度和形状请求较高，真空钎焊能到达很高的钎焊质量，但设备贵重及技能难度大。
激光作为一种新型的焊接热源，具有加热速度快、热影响区窄、焊后变形及剩余应力小等特色，特别是在削弱接头熔合区脆化方面，具有共同的长处，这使其也运用于硬质合金的焊接。因而挑选焊接办法时，应以适宜为主，通常炉中钎焊可以满意刀具钎焊请求。
(2)分散焊
真空分散焊和热等静压分散焊可运用于硬质合金的焊接。在真空分散焊接中，影响接头质量的要素许多，如资料成分，被焊外表质量、真空度、中心夹层资料以及加热和冷却速度等, 但最首要的要素是温度、压力和时刻。焊接压力的添加对缩短焊接时刻、进步出产率尤为重要；焊缝的剪切强度通常会随焊接时刻的添加而进步，因为焊接时刻延伸可使被焊外表上的微凸点大多消失，明显添加触摸面积,原子的分散较为充沛，焊合率可得到明显进步。
(3)钨极惰性气体维护电弧焊
TIG焊作为一种衔接硬质合金与钢的新办法，现在还处于实验期间。
(4)电子束焊
Ⅲ 常见的硬质合金烧结缺陷及原因
1.起皮
有起皮缺陷的硬质合金很容易出现暴裂和粉化的情况。产生起皮的主要原因是：压块中钴的接触作用，使含碳气体在其中分解出游离碳，导致压块局部强度下降，从而产生起皮。
2.孔洞
孔洞是指尺寸超过40微米的孔隙。产生孔洞的主要原因是：烧结体内存在不为溶体金属所润湿的杂质或者存在严重的固相与液相的偏析现象，都有可能形成孔洞。
3.臌泡
臌泡会导致硬质合金表面出现凸起的曲面，进而降低产品的使用性能。产生臌泡的主要原因是：
1、）空气在烧结体内聚集，在烧结收缩过程中，烧结体出现液相幷致密化，会导致空气无法排出，进而在烧结体阻力最小的表面形成臌泡；
2）烧结体内有生成大量气体的化学反应，气体集中于烧结体内，臌泡就自然生成。
4.变形
常见的硬质合金变形现象有臌泡和内凹。产生变形的主要原因是：压块密度分布不均匀；烧结体局部严重缺碳；装舟不合理；垫板不平。
5.黑心
黑心是指合金断口上出现组织疏松的部位。产生黑心的主要原因是：碳量过低或过高。
6.裂纹
裂纹是硬质合金烧结过程中一种比较常见的现象。产生裂纹的主要原因是：
1、）压块干燥时压力驰豫没立即显示，烧结时弹性恢复较快；
2）压块干燥时部分严重氧化，而氧化部位的热膨胀胀量与未氧化部位不同。
Ⅳ 硬质合金刀具的焊接应该注意哪些
硬质合的焊接性较差,由于其含碳量高,烧结后未经清理的表面层往往含有较多游离状态碳,妨碍焊料的润湿.通过对焊接表面仔细清理,喷吵,磨削和研磨抛光,可以改善硬质合金的润湿性能.
硬质合金硬度,脆性大,若在焊接过程中工艺稍有疏忽,刀片就会因产生裂纹而导致报废,因此如何避免产生焊接裂纹成了刀具焊接过程中必须解决的重要问题. 焊接刀裂纹形成的机理及类型
1) 加热对硬质合金形成裂纹的影响 硬质合金刀片与钢(刀杆)的热膨胀系数相差较大，而且合金的导热性能也较刀体材料差，若在焊接时快速加热会产生很大内应力，促使刀片在焊接层处热应力过大导致刀片崩裂。 因此焊接温度控制在约大于焊料溶点30～50℃。选用的焊料其熔点应低于刀杆熔点60℃，焊接时火焰应由下向上均匀加热慢慢预热进行焊接，因此要求刀槽与刀片焊接面形成一致。局部过热会使刀片本身或刀片与刀杆的温差较大(大与厚的刀片更为严重)，热应力将使刀片刃口崩裂。所以要求预热时先对刀杆预热，若刀片与刀杆一起加热应前后左右往返移动火焰进行加热，这样可避免热量集中造成局部过热而产生裂纹。
2) 刀槽形状对裂纹形成的影响 刀槽的形状与刀杆焊接面不一致或相差较大，形成封闭式或半封闭式的槽形，易造成焊接面过多和焊层过大，由于热膨胀之后收缩率不一致，也易在刀片焊接处造成应力过大，形成崩裂。在满足使用所需要的焊缝强度要求下，尽可能减少钎焊面的面积。
3) 冷却对硬质合金形成裂纹的影响 焊接中或焊接后进行冷却或急速冷却以及焊剂脱水不良，都会使刀片产生爆裂而裂纹贯通。因此要求焊料有良好的脱水性。焊后绝对不能放在水中急速冷却，要放在石灰、石棉粉、砂子等中缓慢冷却。最好缓冷后在300℃左右保温6小时以上随炉冷却。
4) 刀槽底面有缺陷对裂纹形成的影响 刀片和刀槽的接触面不平整，如有黑皮麻坑、局部不平等原因，使焊接不能形成平面结合，造成焊料分布不匀，这样不但影响焊缝强度而且引起应力集中，导致刀片断裂，因此，刀片要研磨接触面，对刀片刀槽的焊接面应清洗干净。 在铣刀片槽与刀片配合过程中，要求刀片伸出刀杆支承部分不大于0.5mm，如果刀片伸出刀杆支承部分过大或刀杆支承部分较弱，就会使刀具在焊接过程中承受拉力而产生断裂现象。
5) 刀片二次加热对裂纹形成的影响 刀片在钎焊后，紫铜钎料没有完全填满缝隙，个别出现虚焊，有的刀具在出炉过程中，刀片在刀杆上掉下来，因此需二次加热，这样一来，粘结剂Co严重烧损，WC晶粒长大，有可能直接导致刀片裂纹。