硬质合金中温钎焊技术的实验研究

石 康 道, 张 伟, 宋宝良, 胡祖光

(大连工业大学 先进制造技术工程中心, 辽宁 大连 116034)

0 引 言

硬质合金是碳化钨和钴的烧结产品,具有高硬度、高红硬性、高耐磨性以及良好的化学稳定性和高的抗咬合性能等优点,广泛应用于国民经济中的各个方面,其中约半数用于金属切削工具,尤其是硬质合金和钢连接的硬质合金焊接刀具被国内外广泛采用。

硬质合金的激光钎焊[1]、电阻炉中钎焊[2]和TIG焊等都有文献报道,但是这些研究多是集中在焊接温度1 000 ℃左右的高温焊接。高温焊接会使硬质合金产生裂纹并存在较大的残余应力[3],有的甚至引起η相[4]的出现,这些缺陷对于尺寸相对较小的精密刀具来说是致命的,因此开发适用于此类刀具中温焊接技术迫在眉睫。

本研究采用B-Ag-1钎料(熔点605～620 ℃),以铜作为缓冲层,对硬质合金进行感应钎焊,取得了较好的效果。

1 实 验

实验在高频硬质合金半自动钎焊机(GBQ-1)上进行,焊接方法为高频焊接。焊接时选取不同的感应电流,其他参数保持不变,对硬质合金进行钎焊实验。

实验采用φ10 mm的K20硬质合金和45号钢为钎焊母材,B-Ag-1钎料和硼砂焊剂,紫铜作为缓冲层。钎焊前对工件进行细致加工和严格清洗,除去油污和过厚的氧化膜,并进行铣削、打磨、清洗等多道工序处理。

钎焊实验之后,使用JSM-6360LV型扫描电镜和Oxford INCA能谱(EDS)进行硬质合金的钎焊接头形貌分析。

实验选取不同的感应电流进行硬质合金的感应钎焊,试件编号如表1所示。实验结果如图1～8所示,由于加入了铜缓冲层接头结构比较复杂,硬质合金和45号钢侧各有一条钎缝。……