硬质合金钎焊用梯度三明治钎料制造技术

本发明专利技术提供硬质合金钎焊用梯度三明治钎料，梯度三明治钎料包括AgCuZnNiMnRE、CuMn、AgCuZnNi三层合金复合而成，所述CuMn合金位于AgCuZnNiMnRE合金与AgCuZnNi合金之间，其制备方法具体为：先分别制备AgCuZnNiMnRE、CuMn、AgCuZnNi合金，将制得的AgCuZnNiMnRE、CuMn、AgCuZnNi合金进行超声波清洗，按照AgCuZnNiMnRE、CuMn、AgCuZnNi的顺序进行叠合，放入气保护扩散焊炉内进行扩散钎焊，随后进行等温变速挤压、在线退火、多道次小变比轧制，最终获得0.2~0.3mm厚的薄带钎料，本发明专利技术的优点在于制备方法操作简便、稳定性好且成本较低，解决了传统钎料大块硬质合金可靠性差的难题，显著降低接头残余应力大，提高工作时钎缝强度，延长被焊件使用寿命。

Gradient sandwich filler metal for cemented carbide brazing

The present invention provides gradient sandwich solder for cemented carbide brazing. The gradient sandwich solder consists of AgCuZnNiMnRE, CuMn and AgCuZnNi three-layer alloys. The CuMn alloy is located between AgCuZnNiMnRE alloy and AgCuZnNi alloy. The preparation method is as follows: firstly, AgCuZnNiMnRE, CuMn, AgCuZnNi alloys are prepared separately, and the AgCuZnNiMnRE, CuMn and AgCuZnNi alloys are superimposed. Acoustic wave cleaning, according to the order of AgCuZnNiMnRE, CuMn and AgCuZnNi, is superimposed and brazed in gas shielded diffusion welding furnace, followed by isothermal variable speed extrusion, on-line annealing and multi-pass small ratio rolling, and finally 0.2-0.3mm thick thin strip brazing material is obtained. The advantages of the present invention are simple preparation method, good stability and low cost, which solves the problem of traditional brazing material being large. The difficult problem of poor reliability of block cemented carbide significantly reduces the residual stress of joints, improves the strength of brazing seam and prolongs the service life of welded parts.

【技术实现步骤摘要】
硬质合金钎焊用梯度三明治钎料
本专利技术涉及梯度三明治钎料
，具体的说是硬质合金钎焊用梯度三明治钎料。
技术介绍
大块硬质合金刀具在轨道交通﹑石油钻探﹑地质勘探等领域应用广泛，其在施工中承担着推进“前锋”的角色，地质条件的千变万化是在具体施工中难以预料的，作为关键部件的刀具受到各种复杂土层强力作用，使用工况极为恶劣，极易造成刀具上硬质合金脱落和折断，增加刀具更换次数，极大影响工程进度和加大塌方危险可能性。因此刀具的可靠性已成为主宰装备运行效率和经济性的重要因素；大块硬质合金刀具主要由硬质合金与钢基刀体通过钎焊而成，该类刀具为异种材料连接且其钎焊面较大，硬质合金和钢物性匹配度又较差（硬质合金线膨胀系数只有钢的1/3~1/2），钎缝处极易存在较大残余应力，降低钎焊可靠性，目前大块硬质合金钎焊用钎料主要有常规的银基、铜基钎料以及中间缓释层为铜﹑两侧为同种钎料的三明治钎料，但整体可靠性较差。因此，开发一种更适合钎焊大块硬质合金和钢的梯度三明治钎料，实现大块硬质合金和钢的可靠钎焊，提高刀具服役寿命成为亟待解决技术问题。
技术实现思路
本专利技术提供硬质合金钎焊用梯度三明治钎料，解决采用现有钎料进行硬质合金和钢钎焊存在接头残余应力大、易于开裂、工作时钎缝强度低的问题。本专利技术通过以下技术方案来实现：硬质合金钎焊用梯度三明治钎料，包括AgCuZnNiMnRE、CuMn、AgCuZnNi三层合金复合而成，所述CuMn合金位于AgCuZnNiMnRE合金与AgCuZnNi合金之间，其中所述AgCuZnNiMnRE合金包括以下质量份数的材料：Ag：25~50份，Cu：15~40份，Zn：15~35份，Ni：1.5~6份，Mn：1.5~12份，RE：0.2~1份；所述CuMn合金包括以下重量份数的材料：Cu：75~90份，Mn：10~25份；所述AgCuZnNi合金包括以下重量份数的材料：Ag：25~50份，Cu：20~40份，Zn：15~35份，Ni：1.5~3份。硬质合金钎焊用梯度三明治钎料的制备方法，具体步骤包括如下：步骤一、分别制备AgCuZnNiMnRE、CuMn、AgCuZnNi合金，备用；步骤二、将步骤一制备的AgCuZnNiMnRE、CuMn、AgCuZnNi合金均放入超声波内进行表面清洗；步骤三、清洗后，分别按照AgCuZnNiMnRE、CuMn、AgCuZnNi的顺序进行叠合，放入气保护扩散焊炉内进行扩散钎焊，得到扩散复合焊后三层合金，所述炉温设定为400~600℃，压力为5~30MPa，保温时间为1~4h；步骤四、将步骤三得到的扩散复合焊后三层合金放入电阻炉内保温2h后，进行等温变速挤压，获得厚度为3~5mm的复合板带，所述电阻炉内的温度为350~450℃；步骤五、将步骤四制得的复合板带在线退火后多道次小变比轧制为0.2~0.3mm厚的薄带；步骤六、将步骤五得到的薄带进行酸洗、抛光，最终得到表面光洁度高的梯度三明治钎料。进一步的，步骤一中所述AgCuZnNiMnRE合金制备的具体步骤为：称取上述重量的铜、镍在中频炉中熔化，温度达到1150~1200℃时加入银，充分熔合后用复合盐覆盖，之后加入上述重量的锰、稀土，待温度降低到850~900℃，加入锌继续熔合，待锌充分熔合后，将金属熔液静置30~60min后浇铸成25mm*200mm*80mm的铸锭，将得到的铸锭铣削掉表面的氧化夹渣后备用。进一步的，步骤一中所述CuMn合金制备的具体步骤为：称取上述重量的铜在中频炉中熔化，待充分熔合后用复合盐覆盖，之后加入锰，待锰充分熔合后，将金属熔液静置30~60min后浇铸成25mm*200mm*80mm的铸锭，将得到的铸锭铣削掉表面的氧化夹渣后备用。进一步的，步骤一中所述AgCuZnNi合金制备的具体步骤为：称取上述重量的铜、镍在中频炉中熔化，温度达到1150~1200℃时加入银，充分熔合后用复合盐覆盖，待温度降低到850~900℃，加入锌继续熔合，待锌充分熔合后，将金属熔液静置30~60min后浇铸成25mm*200mm*80mm的铸锭，将得到的铸锭铣削掉表面的氧化夹渣后备用。进一步的，所述复合盐由脱水硼砂与硼酐按7:3重量比配置而成。本专利技术的有益效果在于：本专利技术CuMn合金位于AgCuZnNiMnRE合金与AgCuZnNi合金之间，且将AgCuZnNiMnRE、CuMn、AgCuZnNi复合三明治钎料用于钎焊硬质合金与钢基体之间，解决了传统钎料钎焊大块硬质合金时可靠性差的难题，显著降低接头残余应力大，提高工作时钎缝强度，延长被焊件使用寿命，制备方法操作简便、稳定性好且成本较低。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明：实施例1：制备Ag50Cu15Zn22.8Ni5Mn7RE0.2/CuMn25/Ag50Cu20Zn28Ni2梯度三明治钎料，具体步骤为：（1）先制备Ag50Cu15Zn22.8Ni5Mn7RE0.2合金，将铜、镍在中频炉中熔化，温度达到1150~1200℃时加入银，充分熔合后用脱水硼砂与硼酐按7:3重量比配置的复合盐覆盖，之后加入锰、稀土，待温度降低到850~900℃，加入锌继续熔合；待锌充分熔合后，将金属熔液静置30~60min后浇铸成25mm*200mm*80mm的铸锭，将所述铸锭铣削掉表面的氧化夹渣后备用；（2）制备CuMn25合金，称取铜在中频炉中熔化，待充分熔合后用复合盐覆盖，之后加入锰，待锰充分熔合后，将金属熔液静置30~60min后浇铸成25mm*200mm*80mm的铸锭，将得到的铸锭铣削掉表面的氧化夹渣后备用；（3）制备Ag50Cu20Zn28Ni2合金，称取铜、镍在中频炉中熔化，温度达到1150~1200℃时加入银，充分熔合后用复合盐覆盖，待温度降低到850~900℃，加入锌继续熔合，待锌充分熔合后，将金属熔液静置30~60min后浇铸成25mm*200mm*80mm的铸锭，将得到的铸锭铣削掉表面的氧化夹渣后备用；（4）将所述Ag50Cu15Zn22.8Ni5Mn7RE0.2、CuMn25、Ag50Cu20Zn28Ni2合金放入超声波内进行表面清洗，然后按照Ag50Cu15Zn22.8Ni5Mn7RE0.2、CuMn25、Ag50Cu20Zn28Ni2的顺序进行叠合，放入气保护扩散焊炉内进行扩散钎焊，得到扩散复合焊后三层合金，炉温设定400~600℃，压力为5~30MPa，保温时间1~4小时；（5）将得到的扩散复合焊后三层合金放入电阻炉内保温2h后，进行等温变速挤压，获得厚度为3~5mm的复合板带，所述电阻炉内的温度为350~450℃，将制得的复合板带在线退火后多道次小变比轧制为0.2~0.3mm厚的薄带；（6）将薄带进行酸洗、抛光等，最终得到表面光洁度高的梯度三明治钎料。实施例2：制备Ag25Cu32Zn29Ni1.5Mn12RE0.5/CuMn10/Ag25Cu40Zn33.5Ni1.5梯度三明治钎料，具体步骤为：（1）先制备Ag25Cu32Zn29Ni1.5Mn12RE0.5合金，将铜、镍在中频炉中熔化，温度达到1150~1200℃时加入银，充分熔合后用脱水硼砂与硼酐按7:3重量比配置的复合盐覆盖，之后加入锰、稀土，待温度降低到850~900℃，加入锌继续本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.硬质合金钎焊用梯度三明治钎料，其特征在于：包括AgCuZnNiMnRE、CuMn、AgCuZnNi三层合金复合而成，所述CuMn合金位于AgCuZnNiMnRE合金与AgCuZnNi合金之间，其中所述AgCuZnNiMnRE合金包括以下质量份数的材料：Ag：25~50份，Cu：15~40份，Zn：15~35份，Ni：1.5~6份，Mn：1.5~12份，RE：0.2~1份；所述CuMn合金包括以下重量份数的材料：Cu：75~90份，Mn：10~25份；所述AgCuZnNi合金包括以下重量份数的材料：Ag：25~50份，Cu：20~40份，Zn：15~35份，Ni：1.5~3份。

【技术特征摘要】
1.硬质合金钎焊用梯度三明治钎料，其特征在于：包括AgCuZnNiMnRE、CuMn、AgCuZnNi三层合金复合而成，所述CuMn合金位于AgCuZnNiMnRE合金与AgCuZnNi合金之间，其中所述AgCuZnNiMnRE合金包括以下质量份数的材料：Ag：25~50份，Cu：15~40份，Zn：15~35份，Ni：1.5~6份，Mn：1.5~12份，RE：0.2~1份；所述CuMn合金包括以下重量份数的材料：Cu：75~90份，Mn：10~25份；所述AgCuZnNi合金包括以下重量份数的材料：Ag：25~50份，Cu：20~40份，Zn：15~35份，Ni：1.5~3份。2.根据权利要求1所述的硬质合金钎焊用梯度三明治钎料的制备方法，其特征在于：具体步骤包括如下：步骤一、分别制备AgCuZnNiMnRE、CuMn、AgCuZnNi合金，备用；步骤二、将步骤一制备的AgCuZnNiMnRE、CuMn、AgCuZnNi合金均放入超声波内进行表面清洗；步骤三、清洗后，分别按照AgCuZnNiMnRE、CuMn、AgCuZnNi的顺序进行叠合，放入气保护扩散焊炉内进行扩散钎焊，得到扩散复合焊后三层合金，所述炉温设定为400~600℃，压力为5~30MPa，保温时间为1~4h；步骤四、将步骤三得到的扩散复合焊后三层合金放入电阻炉内保温2h后，进行等温变速挤压，获得厚度为3~5mm的复合板带，所述电阻炉内的温度为350~450℃；步骤五、将步骤四制得的复合板带在线退火后多道次小变比轧制为0.2~0.3mm厚的薄带；步骤六、将步骤五得到的薄带进行酸洗、抛光，最终得到表面光洁度高的梯度三明治钎料。3.根据权利要求2所述的硬质合金钎焊用梯度三明治钎料的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冠星，钟素娟，裴夤崟，何鹏，侯江涛，李永，张雷，董宏伟，
申请(专利权)人：郑州机械研究所有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41