一种YG8硬质合金与45钢非晶态钎料制造技术

为了改善非晶态钎料的硬度、耐磨性，制备了一种YG8硬质合金与45钢非晶态钎料。采用纯度为99.9%的Ti、Cu、Zr和Ni材料为原料，YG8硬质合金与45钢非晶态钎料，当钎焊温度一定时，钎焊时间的增加对硬质合金的力学性能产生重大影响。随着钎焊时间的增加，钎焊接头的强度逐渐升高，但钎焊时间增加到一定程度时，钎焊接头的强度开始降低，力学性能产生损失。所以，合适的钎焊时间对硬质合金的力学性能有很大的影响。所制得的YG8硬质合金与45钢非晶态钎料，其硬度、致密化程度、抗拉强度都得到大幅提升。本发明专利技术能够为制备高性能的非晶态钎料提供一种新的生产工艺。

A YG8 Cemented Carbide and 45 Steel Amorphous Brazing Alloy

In order to improve the hardness and wear resistance of amorphous solder, a YG8 cemented carbide and 45 steel amorphous solder were prepared. Using 99.9% pure Ti, Cu, Zr and Ni as raw materials, YG8 cemented carbide and 45 steel amorphous filler metal, the increase of brazing time has a significant impact on the mechanical properties of cemented carbide when brazing temperature is constant. With the increase of brazing time, the strength of the brazed joint increases gradually, but when the brazing time increases to a certain extent, the strength of the brazed joint begins to decrease and the mechanical properties of the joint lose. Therefore, the suitable brazing time has a great influence on the mechanical properties of cemented carbide. The hardness, densification degree and tensile strength of YG8 cemented carbide and 45 steel amorphous filler metal have been greatly improved. The invention can provide a new production process for preparing high performance amorphous solder.

【技术实现步骤摘要】
一种YG8硬质合金与45钢非晶态钎料所属
本专利技术涉及一种硬质合金材料，尤其涉及一种YG8硬质合金与45钢非晶态钎料。
技术介绍
硬质合金是利用粉末冶金的方法，以WC、TiC、TaC等难熔化合物为基体，以过渡族金属为粘结金属制备而成的合金。WC-Co硬质合金具有较高强度、抗冲击性以及较好的耐磨性，作为重要的工具材料，广泛应用于多个工业部门，被誉为“工业的牙齿”。在硬质合金的具体应用中，主要考察其硬度、耐磨性、韧性能否满足需求。YG8是钨钴类材料。耐磨性良好，使用强度和冲击韧性优于YG6。应力很大条件下的拉深模，适于拉制直径<50mm的钢，非铁金属丝及其合金线材或棒材，也用于尺寸较小工作载荷不大的冲压模和铆钉顶锻模。YG8高级制模材料。不经热处理，内、外硬度均匀一致。主要用于线材，棒材加工用的拉制模．同时也适合铸铁，有色金属及其合金与非金属材料不平整表面和间断切削时的粗车，精刨精铣，一般孔和深孔的钻孔，扩孔及制作木工刀具等。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了改善非晶态钎料的硬度、耐磨性，设计了一种YG8硬质合金与45钢非晶态钎料。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：YG8硬质合金与45钢非晶态钎料的制备原料包括：纯度为99.9%的Ti、Cu、Zr和Ni材料。YG8硬质合金与45钢非晶态钎料的制备步骤为：将原始粉末按实验设计方案称重、配料，配好后倒入高能球磨机中进行湿磨，球磨介质为无水乙醇，球磨机转速为90r/min，球料比为7:1，球磨时间为28h。球磨结束后，将制得的粒料进行真空干燥，干燥时间为50min，干燥温度为40℃。将制好的粉末电弧炉中进行熔炼，将多次反复熔炼得到的均匀合金锭放入单辊旋淬设备的石英管中，将熔融的合金液喷射至以一定速度旋转的铜辊上，得到合金薄带，即非晶钎料。其中，真空度为6.0×10-3Pa，保护气氛为高纯氩气。YG8硬质合金与45钢非晶态钎料的检测步骤为：显微组织采用Quanta200型扫描电子显微镜观察，析出相采用DB型衍射仪进行表征，拉伸强度采用Sron5500的万能试验机上进行，质量采用精度为0.01的电子天平称量。所述的YG8硬质合金与45钢非晶态钎料，钎焊参数对钎焊接头表面形貌的影响不大，随着钎焊参数的改变，钎焊接头微观组织形貌基本不变。所述的YG8硬质合金与45钢非晶态钎料，当钎焊温度一定时，钎焊时间的增加对硬质合金的力学性能产生重大影响。随着钎焊时间的增加，钎焊接头的强度逐渐升高，但钎焊时间增加到一定程度时，钎焊接头的强度开始降低，力学性能产生损失。所以，合适的钎焊时间对硬质合金的力学性能有很大的影响。当钎焊温度为900℃时，钎焊时间为10min可以获得力学性能最优的硬质合金，其最高抗拉强度可到380MPa。所述的YG8硬质合金与45钢非晶态钎料，接头强度与反应层厚度有一定的关系。当反应层厚度较小时，接头强度由界面强度和残余应力决定。当反应层厚度较大时，接头强度由反应层强度和残余应力决定。本专利技术的有益效果是：采用纯度为99.9%的Ti、Cu、Zr和Ni材料为原料，经过配料、球磨、干燥、电弧熔融工艺成功制备了具有优异力学性能的YG8硬质合金与45钢非晶态钎料。其中，钎焊参数对硬质合金表面形貌影响不大，但是，当钎焊温度一定时，反应层厚度及钎焊时间对硬质合金的性能都有很大影响。所制得的YG8硬质合金与45钢非晶态钎料，其硬度、致密化程度、抗拉强度都得到大幅提升。本专利技术能够为制备高性能的非晶态钎料提供一种新的生产工艺。具体实施方式实施案例1：YG8硬质合金与45钢非晶态钎料的制备原料包括：纯度为99.89%的Ti、Cu、Zr和Ni材料。YG8硬质合金与45钢非晶态钎料的制备步骤为：将原始粉末按实验设计方案称重、配料，配好后倒入高能球磨机中进行湿磨，球磨介质为无水乙醇，球磨机转速为85r/min，球料比为6.9:1，球磨时间为30h。球磨结束后，将制得的粒料进行真空干燥，干燥时间为60min，干燥温度为45℃。将制好的粉末电弧炉中进行熔炼，将多次反复熔炼得到的均匀合金锭放入单辊旋淬设备的石英管中，将熔融的合金液喷射至以一定速度旋转的铜辊上，得到合金薄带，则非晶钎料。其中，真空度为5.99×10-3Pa，保护气氛为高纯氩气。YG8硬质合金与45钢非晶态钎料的检测步骤为：显微组织采用Quanta200型扫描电子显微镜观察，析出相采用DB型衍射仪进行表征，拉伸强度采用Sron5500的万能试验机上进行，质量采用精度为0.01的电子天平称量。实施案例2：在32°～51°之间，XRD图谱呈现出非晶相特有的漫散射峰，整个图谱没有尖锐的衍射峰出现，分析表明，该钎料样品整体上体现为完全非晶态特征。钎焊接头整体上分为3个区域，Ⅰ区为45钢和钎料结合区域，结合面宽度约为5.12μm，该区域呈现出大量凸起状析出相。Ⅱ区为YG8硬质合金与钎料的结合面，结合面宽度约为5.13μm，该区域含有一些颗粒状析出相。Ⅲ区主要由灰色的析出相和黑色的析出相组成。整个接头界面未观察到明显的裂纹，该特征为接头具有良好的力学性能提供了可能。实施案例3：整个钎焊接头发生了一定程度的元素扩散行为。析出相A为焊缝基体，该析出相主要元素为Ti，初步判断可能为Ti的固溶体。析出相B为基体上析出的大块黑色相，该析出相主要元素为Ti和Cu，且两者之间的含量比约为1.8：1。析出相C为45钢和钎料结合面之间形成的相，该析出相主要元素为Ti、Cu和Fe，且三者之间的含量比约为1.1：1.1：1.1。析出相D为YG8硬质合金和钎料结合面之间形成的相，该析出相主要元素为Ti、Cu和W，且三者之间的含量比约为1.1：1.1：1.1。析出相E为区域Ш中靠近45钢和钎料结合面的颗粒状黑色相，该析出相主要元素为Ti和Cu，且两者之间的含量比约为1.9：1，该析出相的元素含量与析出相B基本一致，能初步判断析出相B和E为同一种析出相。实施案例4：随钎焊时间的增加，接头整体形貌变化不大，且与上述接头形貌基本一致。尽管如此，当钎焊时间达到40min时，接头处能够观测到裂纹的出现。当焊接时间增加到60min时，接头裂纹已经非常明显，且裂纹从YG8硬质合金一侧萌发并扩展。此外，在45钢一侧，随焊接时间的增加，反应层厚度变化很小，而在YG8硬质合金一侧的反应层厚度随焊接时间的增加发生了明显的变化。结合上述分析得出YG8硬质合金一侧的反应层厚度对裂纹的萌生与扩展产生影响，进而会最终影响接头力学性能。实施案例5：在900℃和950℃的情况下，拉伸强度体现先增加后减小的趋势，而在910℃时，在较短的焊接时间下，拉伸强度到达245MPa。其强度值不仅仅大于采用普通晶态钎料得到的焊接接头，而且在非晶钎料焊接领域里同样体现较高的强度。实施案例6：钎焊过程中，钎料的润湿性、母材的膨胀系数、工艺参数等因素强烈的影响着接头的界面强度、反应层厚度和接头残余应力。在一定的钎焊温度下，焊接时间不同，致使反应层厚度不同，而接头残余应力不发生变化，在反应层厚度发生改变的过程中，影响接头强度的主要因素为母材和钎料的界面强度和反应层强度。在一定的温度下，反应层厚度对接头强度的影响，应从界面强度和反应层自身强度两个方面探讨。在一定的钎焊温度下，随着钎焊时间的增加，反应层厚度不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种YG8硬质合金与45钢非晶态钎料的制备原料包括：纯度为99.9%的Ti、Cu、Zr和Ni材料。

【技术特征摘要】
1.一种YG8硬质合金与45钢非晶态钎料的制备原料包括：纯度为99.9%的Ti、Cu、Zr和Ni材料。2.根据权利要求1所述的YG8硬质合金与45钢非晶态钎料，其特征是YG8硬质合金与45钢非晶态钎料的制备步骤为：将原始粉末按实验设计方案称重、配料，配好后倒入高能球磨机中进行湿磨，球磨介质为无水乙醇，球磨机转速为90r/min，球料比为7:1，球磨时间为28h，球磨结束后，将制得的粒料进行真空干燥，干燥时间为50min，干燥温度为40℃，将制好的粉末电弧炉中进行熔炼，将多次反复熔炼得到的均匀合金锭放入单辊旋淬设备的石英管中，将熔融的合金液喷射至以一定速度旋转的铜辊上，得到合金薄带，即非晶钎料，其中，真空度为6.0×10-3Pa，保护气氛为高纯氩气。3.根据权利要求1所述的YG8硬质合金与45钢非晶态钎料，其特征是YG8硬质合金与45钢非晶态钎料的检测步骤为：显微组织采用Quanta200型扫描电子显微镜观察，析出相采用DB型衍射仪进行表...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶崇立，
申请(专利权)人：陶崇立，
类型：发明
国别省市：辽宁,21