Ⅰ 硬質合金纖焊工藝
硬質合金刀片焊接工藝主要是釺焊我把硬質合金工具鋼釺焊 技術 發給你.
硬質合金工具鋼釺焊 技術
1、釺焊性
工具鋼通常包括碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼,而硬質合金是碳化物(如 WC、TiC 等)與粘結金屬 (如 Co 等)經粉末燒結而成的.工具鋼和硬質合金的釺焊技術主要用於刀具、模具、量具和採掘工具的製造 上. 工具鋼釺焊中的主要問題,是它的組織和性能易受釺焊過程的影響.如果釺焊工藝不當,極易產生高 溫退火、氧化及脫碳等問題.例如高速鋼 W18Cr4V 的淬火溫度1260—1280℃,為避免上述問題的發生, 確保切削時具有最大的硬度和耐磨性,要求釺焊溫度必須與淬火溫度相適應.
硬質合金的釺焊性是較差的.這是因為硬質合金的含碳量較高,未經清理的表面往往含有較多的游離 碳,從而妨礙釺料的潤濕.此外,硬質合金在釺焊的溫度下容易氧化形成氧化膜,也會影響釺料的潤濕. 因此,釺焊前的表面清理對改善釺料在硬質合金上的潤濕性是很重要的,必要時還可採取表面鍍銅或鍍鎳 等措施.
硬質合金釺焊中的另一個問題是接頭易產生裂紋.這是因為它的線膨脹系數僅為低碳鋼的一半,當硬 質合金與這類鋼的基體釺焊時,會在接頭中產生很大的熱應力,從而導致接頭的開裂.因此,硬質合金與 不同材料釺焊時,應設法採取防裂措施.
2、釺焊材料
(1)釺料釺焊工具鋼和硬質合金通常採用純銅、銅鋅和銀銅釺料.純銅對各種硬質合金均有良好的潤濕 性,但需在氫的還原性氣氛中釺焊才能得到最佳效果.同時,由於釺焊溫度高,接頭中的應力較大,導致 裂紋傾向增大.採用純銅釺焊的接頭抗剪強度約為 150MPa,接頭塑性也較高,但不適用於高溫工作.
銅鋅釺料是釺焊工具鋼和硬質合金最常用的釺料.為提高釺料的潤濕性和接頭的強度,在釺料中常添 加 Mn、Ni、Fe 等合金元素.例如 B-Cu58ZnMn 中就加w(Mn)4%,使硬質合金釺焊接頭的抗剪強度在 室溫達到 300～320MPa：在 320° 時仍能維持 220—240MPa.在 B—Cu58ZnMn 的基礎上加入少量的 C C o,可使釺焊接頭的抗剪強度達到 350MPa,並且具有較高的沖擊韌度和疲勞強度,顯著提高了刀具和鑿岩 工具的使用壽命.
銀銅釺料的熔點較低,釺焊接頭產生的熱應力較小,有利於降低硬質合金釺焊時的開裂傾向.為改善 釺料的潤濕性並提高接頭的強度和工作溫度,釺料中還常添加 Mn、Ni 等合金元素.例如 Ag50CuZnCd Ni 釺料對硬質合金的潤濕性極好,釺焊接頭具有良好的綜合性能.
除上述 3 種類型的釺料外,對於工作在 500° 以上且接頭強度要求較高的硬質合金,可以選用 Mn 基 C 和 Ni 基釺料,如 B-Mn50NiCuCrCo 和 B-Ni75CrSiB 等.對於高速鋼的釺焊,應選擇釺焊溫度與淬火溫度 相匹配的專用釺料,如表 3 所示.這種釺料分為兩類,一類為錳鐵型釺料,主要由錳鐵及硼砂組成,所釺 焊的接頭抗剪強度一般為 100MPa 左右,但接頭易出現裂紋：另一類為含 Ni、Fe、Mn 和 Si 的特殊銅合金, 用它釺焊的接頭不易產生裂紋,其抗剪強度能提高到 300MPa.
(2)釺劑和保護氣體釺劑的選擇應與所焊的母材和所選的釺料相配合.工具鋼和硬質合金釺焊時,所用 的釺劑主要以硼砂和硼酸為主,並加入一些氟化物(KF、NaF、CaF2 等).銅鋅釺料配用 FB301、FB302 和 FBl05 釺劑,銀銅釺料配用 FBl01～FBl04 釺劑.採用專用釺料釺焊高速鋼時,主要配用硼砂釺劑.
為了防止工具鋼在釺焊加熱過程中的氧化和免除釺焊後的清理,可以採用氣體保護釺焊.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低於-40 C°. 硬質合金可在氫氣保護下進行釺焊,所需 C 氫氣的露點應低於-59 C°.
3、釺焊技術
工具鋼在釺焊前必須進行清理,機械加工的表面不必太光滑,以便於釺料和釺劑的潤濕和鋪展.硬質 合金的表面在釺焊前應經噴砂處理,或用碳化硅或金剛石砂輪打磨,清除表面過多的碳,以便於釺焊時被 釺料所潤濕.含碳化鈦的硬質合金比較難潤濕,通過在其表面上塗敷氧化銅或氧化鎳膏狀物,並在還原性 氣氛中烘烤使銅或鎳過渡到表面上去,從而增強釺料的潤濕性.
碳素工具鋼的釺焊最好在淬火工序前進行或者同時進行.如果在淬火工序前進行釺焊,所用釺料的固 相線溫度應高於淬火溫度范圍,以使焊件在重新加熱到淬火溫度時仍然具有足夠高的強度而不致失效.當 釺焊和淬火合並進行時,選用固相線溫度接近淬火溫度的釺料.
合金工具鋼的成分范圍很寬,應根據具體鋼種確定適宜的釺料、熱處理工序以及將釺焊和熱處理工序 合並的技術,從而獲得良好的接頭性能.
高速鋼的淬火溫度一般高於銀銅和銅鋅釺料的熔化溫度,因此需在釺焊前進行淬火,並在二次回火期 間或之後進行釺焊.如果必須在釺焊後進行淬火,只能選用前述的專用釺料進行釺焊.釺焊高速鋼刀具時 採用焦炭爐比較合適,當釺料熔化後,取出刀具並立即加壓,擠出多餘的釺料,再進行油淬,然後550 ～570℃回火.
硬質合金刀片與鋼制刀桿釺焊時,宜採取加大釺縫間隙和在釺縫中施加塑性補償墊片的方法,並在焊 後進行緩冷,以減小釺焊應力,防止裂紋產牛,延長硬質合金刀具組件的使用壽命.
釺焊後,焊件上的釺劑殘渣先用熱水沖洗或用一般的除渣混合液清洗,隨後用合適的酸洗液酸洗,以 清除基體刀桿上的氧化膜.但注意不要使用硝酸溶液,以防腐蝕釺縫金屬
Ⅱ 硬質合金焊接工藝
因為硬質合金與碳素鋼之間的物理功能相差較大，現在釺焊和分散焊仍然是可行而又有用的焊接辦法。此外一些新的焊接辦法如鎢極惰性氣體維護電弧焊（TIG）、電子束焊（EB- W）、激光焊（LBW）等也在活躍的研討探索當中，將來也許在硬質合金的焊接中得到運用。
(1) 釺焊
釺焊是一種傳統且廣泛運用的硬質合金焊接辦法。在硬質合金與鋼的釺焊辦法中，依據加熱辦法的不一樣有燃氣火焰釺焊，爐中釺焊、真空釺焊、感應釺焊、電阻釺焊 和激光釺焊等技能。無論用哪一種辦法，釺料的熔點均低於基體金屬的液相線，並藉助於毛細招引作用而流布在接頭中。所銜接的商品包含油井鑽頭、冷熱沖壓模具、粉末冶金模具、軋輥、刃具和量具、鑿岩釺具、木工刀具等。
釺料是釺焊時運用的填充資料，對釺焊接頭功能起著重要作用。焊料功能是決定釺焊質量的重要要素之一。
燃氣火焰釺焊設備簡略，依據工件形狀可用多火焰一起加熱焊接。釺料多選用絲狀或片狀的銅基、銀基釺料，適用於單件和小批量出產，但氣焊炬的選用及釺焊後熱處理等多種不確定要素較多，釺焊質量可靠性較小，關於大型的硬質合金東西，因為火焰加熱的溫度和速度難以操控，加熱時會發生較大的溫度梯度，簡略引起裂紋的發生，因而通常不選用此辦法。
感應釺焊、電阻釺焊和爐中釺焊的硬質合金刀具出產率高，質量也較為穩定，但設備和技能比較雜亂，別的對工件的尺度和形狀請求較高，真空釺焊能到達很高的釺焊質量，但設備貴重及技能難度大。
激光作為一種新型的焊接熱源，具有加熱速度快、熱影響區窄、焊後變形及剩餘應力小等特色，特別是在削弱接頭熔合區脆化方面，具有共同的長處，這使其也運用於硬質合金的焊接。因而挑選焊接辦法時，應以適宜為主，通常爐中釺焊可以滿意刀具釺焊請求。
(2)分散焊
真空分散焊和熱等靜壓分散焊可運用於硬質合金的焊接。在真空分散焊接中，影響接頭質量的要素許多，如資料成分，被焊外表質量、真空度、中心夾層資料以及加熱和冷卻速度等, 但最首要的要素是溫度、壓力和時刻。焊接壓力的添加對縮短焊接時刻、進步出產率尤為重要；焊縫的剪切強度通常會隨焊接時刻的添加而進步，因為焊接時刻延伸可使被焊外表上的微凸點大多消失，明顯添加觸摸面積,原子的分散較為充沛，焊合率可得到明顯進步。
(3)鎢極惰性氣體維護電弧焊
TIG焊作為一種銜接硬質合金與鋼的新辦法，現在還處於實驗期間。
(4)電子束焊
Ⅲ 常見的硬質合金燒結缺陷及原因
1.起皮
有起皮缺陷的硬質合金很容易出現暴裂和粉化的情況。產生起皮的主要原因是：壓塊中鈷的接觸作用，使含碳氣體在其中分解出遊離碳，導致壓塊局部強度下降，從而產生起皮。
2.孔洞
孔洞是指尺寸超過40微米的孔隙。產生孔洞的主要原因是：燒結體內存在不為溶體金屬所潤濕的雜質或者存在嚴重的固相與液相的偏析現象，都有可能形成孔洞。
3.臌泡
臌泡會導致硬質合金錶面出現凸起的曲面，進而降低產品的使用性能。產生臌泡的主要原因是：
1、）空氣在燒結體內聚集，在燒結收縮過程中，燒結體出現液相幷緻密化，會導致空氣無法排出，進而在燒結體阻力最小的表面形成臌泡；
2）燒結體內有生成大量氣體的化學反應，氣體集中於燒結體內，臌泡就自然生成。
4.變形
常見的硬質合金變形現象有臌泡和內凹。產生變形的主要原因是：壓塊密度分布不均勻；燒結體局部嚴重缺碳；裝舟不合理；墊板不平。
5.黑心
黑心是指合金斷口上出現組織疏鬆的部位。產生黑心的主要原因是：碳量過低或過高。
6.裂紋
裂紋是硬質合金燒結過程中一種比較常見的現象。產生裂紋的主要原因是：
1、）壓塊乾燥時壓力馳豫沒立即顯示，燒結時彈性恢復較快；
2）壓塊乾燥時部分嚴重氧化，而氧化部位的熱膨脹脹量與未氧化部位不同。
Ⅳ 硬質合金刀具的焊接應該注意哪些
硬質合的焊接性較差,由於其含碳量高,燒結後未經清理的表面層往往含有較多游離狀態碳,妨礙焊料的潤濕.通過對焊接表面仔細清理,噴吵,磨削和研磨拋光,可以改善硬質合金的潤濕性能.
硬質合金硬度,脆性大,若在焊接過程中工藝稍有疏忽,刀片就會因產生裂紋而導致報廢,因此如何避免產生焊接裂紋成了刀具焊接過程中必須解決的重要問題. 焊接刀裂紋形成的機理及類型
1) 加熱對硬質合金形成裂紋的影響 硬質合金刀片與鋼(刀桿)的熱膨脹系數相差較大，而且合金的導熱性能也較刀體材料差，若在焊接時快速加熱會產生很大內應力，促使刀片在焊接層處熱應力過大導致刀片崩裂。 因此焊接溫度控制在約大於焊料溶點30～50℃。選用的焊料其熔點應低於刀桿熔點60℃，焊接時火焰應由下向上均勻加熱慢慢預熱進行焊接，因此要求刀槽與刀片焊接面形成一致。局部過熱會使刀片本身或刀片與刀桿的溫差較大(大與厚的刀片更為嚴重)，熱應力將使刀片刃口崩裂。所以要求預熱時先對刀桿預熱，若刀片與刀桿一起加熱應前後左右往返移動火焰進行加熱，這樣可避免熱量集中造成局部過熱而產生裂紋。
2) 刀槽形狀對裂紋形成的影響 刀槽的形狀與刀桿焊接面不一致或相差較大，形成封閉式或半封閉式的槽形，易造成焊接面過多和焊層過大，由於熱膨脹之後收縮率不一致，也易在刀片焊接處造成應力過大，形成崩裂。在滿足使用所需要的焊縫強度要求下，盡可能減少釺焊面的面積。
3) 冷卻對硬質合金形成裂紋的影響 焊接中或焊接後進行冷卻或急速冷卻以及焊劑脫水不良，都會使刀片產生爆裂而裂紋貫通。因此要求焊料有良好的脫水性。焊後絕對不能放在水中急速冷卻，要放在石灰、石棉粉、砂子等中緩慢冷卻。最好緩冷後在300℃左右保溫6小時以上隨爐冷卻。
4) 刀槽底面有缺陷對裂紋形成的影響 刀片和刀槽的接觸面不平整，如有黑皮麻坑、局部不平等原因，使焊接不能形成平面結合，造成焊料分布不勻，這樣不但影響焊縫強度而且引起應力集中，導致刀片斷裂，因此，刀片要研磨接觸面，對刀片刀槽的焊接面應清洗干凈。 在銑刀片槽與刀片配合過程中，要求刀片伸出刀桿支承部分不大於0.5mm，如果刀片伸出刀桿支承部分過大或刀桿支承部分較弱，就會使刀具在焊接過程中承受拉力而產生斷裂現象。
5) 刀片二次加熱對裂紋形成的影響 刀片在釺焊後，紫銅釺料沒有完全填滿縫隙，個別出現虛焊，有的刀具在出爐過程中，刀片在刀桿上掉下來，因此需二次加熱，這樣一來，粘結劑Co嚴重燒損，WC晶粒長大，有可能直接導致刀片裂紋。