为了改善硬质合金的硬度、耐磨性，制备了一种真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金。采用5CrMnMo钢和YG8硬质合金，自制CuMnNi钎料为原料，真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金，添加Ni夹层后，Fe向硬质合金侧的扩散被阻碍。但Co还是部分扩散到钢中。在靠近钢一侧形成Fe‑Co基单相固溶体相，Mn、Ni在硬质合金和钢中都有扩散。所制得的真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金，其硬度、致密化程度、抗弯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5CrMnMo钢与YG8硬质合金提供一种新的生产工艺。
A 5CrMnMo Steel and YG8 Cemented Carbide Prepared by Vacuum Brazing
In order to improve the hardness and wear resistance of cemented carbide, a kind of 5CrMnMo steel and YG8 cemented carbide prepared by vacuum brazing were prepared. Using 5CrMnMo steel and YG8 cemented carbide, self-made CuMnNi brazing filler metal as raw material, vacuum brazing of 5CrMnMo steel and YG8 cemented carbide, the diffusion of Fe to cemented carbide side is hindered by adding Ni interlayer. But Co still partially diffuses into steel. A single-phase solid solution phase based on Fe_Co was formed near the side of steel. Mn and Ni diffused in cemented carbide and steel. The hardness, densification degree and bending strength of 5CrMnMo steel and YG8 cemented carbide prepared by vacuum brazing have been greatly improved. The invention can provide a new production process for preparing high performance 5CrMnMo steel and YG8 cemented carbide.
【技术实现步骤摘要】
一种真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金所属
本专利技术涉及一种硬质合金材料，尤其涉及一种真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金。
技术介绍
硬质合金是一种由硬质相(WC、TiC、TaC、VC和Cr，C：等)和粘结相(Co、Ni和Fe)采用粉末冶金工艺生产的具有高硬度和高耐磨性材料。硬质合金具有高硬度、高强度、耐腐蚀、耐磨损、高弹性模量、热膨胀系数很低以及化学稳定性很好等特点，在钻具、刀具、耐磨耐腐零部件等方面有广泛应用，有“工业的牙齿”美称。WC-Co硬质合金占整个硬质合金产品的一半以上，具有非常突出的地位。随着各种精密仪器、模具、刀具及电子通信技术的飞速发展，对WC-Co硬质合金的性能要求越来越高。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硬质合金的硬度、耐磨性，设计了一种真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金的制备原料包括：5CrMnMo钢和YG8硬质合金，自制CuMnNi钎料。真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金的制备步骤为：将原始粉末按实验设计方案称重、配料，配好后倒入硬质合金球磨罐中进行湿磨，球磨介质为无水乙醇，球磨时间为24h。球磨结束后，将制得的粒料进行真空干燥。将基体合金采用砂纸进行打磨、抛光处理，然后进行超声波清洗。将制好的钎料与加工好的合金放入WZS-20型双室真空烧结炉中进行烧结，烧结温度为850℃，保温30min。真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金的检测步骤为：质量用F210型电子天平，密度采用阿基米德排水法，物相分析用D8Advance型X射线衍射仪，微观结构采用NanoSEM430超高分辨率场发射扫描电镜，硬度和断裂韧性通过Vickers压痕法测量。所述的真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金，CuMnNi钎料在不同基体材料上的润湿性不一样，在钢上的润湿性能明显优于在YG8上的润湿性。所述的真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金，当烧结温度为l150℃时，钎料在两种基体上的润湿性较好，接头的抗弯强度最高。所述的真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金，夹层厚度为0.05mm时接头性能最好。随Ni夹层厚度增加，接头强度反而下降。说明Ni夹层改善接头性能的作用有限。所述的真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金，添加Ni夹层后，Fe向硬质合金侧的扩散被阻碍。但Co还是部分扩散到钢中。在靠近钢一侧形成Fe-Co基单相固溶体相，Mn、Ni在硬质合金和钢中都有扩散。本专利技术的有益效果是：采用5CrMnMo钢和YG8硬质合金，自制CuMnNi钎料为原料，经过配料、球磨、干燥、制粒、打磨、抛光、超声波清洗、烧结工艺成功制备了具有优异力学性能的真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金。其中，钎料在不同基体上的润湿性不同，合适的烧结温度、夹层厚度及夹层成分有益于提高硬质合金的力学性能。所制得的真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金，其硬度、致密化程度、抗弯强度都得到大幅提升。本专利技术能够为制备高性能的5CrMnMo钢与YG8硬质合金提供一种新的生产工艺。具体实施方式实施案例1：真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金的制备原料包括：5CrMnMo钢和YG8硬质合金，自制CuMnNi钎料。真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金的制备步骤为：将原始粉末按实验设计方案称重、配料，配好后倒入硬质合金球磨罐中进行湿磨，球磨介质为无水乙醇，球磨时间为22h。球磨结束后，将制得的粒料进行真空干燥。将基体合金采用砂纸进行打磨、抛光处理，然后进行超声波清洗。将制好的钎料与加工好的合金放入WZS-20型双室真空烧结炉中进行烧结，烧结温度为800℃，保温40min。真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金的检测步骤为：质量用F210型电子天平，密度采用阿基米德排水法，物相分析用D8Advance型X射线衍射仪，微观结构采用NanoSEM430超高分辨率场发射扫描电镜，硬度和断裂韧性通过Vickers压痕法测量。实施案例2：1060℃钎焊时接头抗弯强度最高。温度太高或太低都不利于提高接头强度。断口多在靠近钎缝的硬质合金侧，硬质合金和5CrMnMo的线膨胀系数相差较大。接头冷却过程中，由于钢的收缩较大，在硬质合金侧产生较大的残余拉应力所致。从润湿角的测试结果来看，1060℃下钎焊，钎料流动性和润湿性较好。钎缝容易被充分填充。若温度低时，如1095℃钎焊，则钎料润湿性不佳，钎料与母材之间的结合性能差，导致接头性能下降，在外载荷作用下，断口出现在焊缝。故选取1060℃进行钎焊。实施案例3：到当Ni夹层为0.048mm时钎焊接头抗弯强度比未加中间夹层肘强度有所提高(提高了110MPa)，说明此时Ni夹层能松弛钎焊残余应力：随着Ni夹层厚度的增加，抗弯强度值反而下降，当Ni夹层厚度为0.385mm时。抗弯强度值仅为250MPa，比未加Ni夹层的强度值低了88MPa。实施案例4：添加不同厚度的Ni夹层及未添加Ni夹层。在1060℃钎焊后。添加Ni夹层时。两钎缝之间颜色与其不同的组织为Ni中间层。中间层与钎缝之间有分界线，可是不明显。硬质合金一侧靠近钎缝处有深色的河流状组织.这是添加Ni夹层后特有的现象。接头没有明显的钎焊缺陷。母材与Ni夹层良好地结合在一起，另外，5CrMnMo钢侧母材与钎缝问的冶金反应剧烈，扩散显著，尤其是当Ni夹层厚度为0.048mm时，Ni夹层与硬质合金间的钎缝区域明显小于Ni夹层与5CrMnMo钢间的钎缝区域，随着Ni夹层厚度的增加。Ni夹层两侧钎缝区域宽度逐渐相同。再与未添加Ni夹层时的接头对比可以发现，接头界面处原子衬度反差不明显。添加Ni夹层后钎料元素与母材的冶金结合不如未添加Ni夹层时显著。实施案例5：未加Ni夹层时，Fe可以强烈地扩散到YG8侧钎缝区域(该侧出现Fe扩散的峰值)。可以在此侧钎缝界面形成Fe.Co基单相固溶体相。实践表明，单相固溶体塑性好，强度高，是理想的钎焊接头组织169，所以此时接头抗弯强度较高。当Ni夹层为0.048mm时，在YG8母材侧的钎缝区域处.由于Ni夹层的阻碍作用，Fe不能有效扩散到此处，与Co形成Fe-Co基单相固溶体相，使之界面结合强度较小，可是因为Ni夹层较薄，屈服强度低，在外载荷作用下易发生塑性变形，能松弛部分钎焊残余内应力，所以接头抗弯强度比未加Ni夹层时还是提高了。实施案例6：当Ni夹层厚度为0.28mm时，Fe更不能向YG8侧钎缝区域扩散，更无法与Co在YG8界面处形成Fe-Co基单相固溶体而提高接头强度。并且随着Ni夹层厚度的增加.Ni片强度变大.在外本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金的制备原料包括：5CrMnMo钢和YG8硬质合金，自制CuMnNi钎料。
【技术特征摘要】
1.一种真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金的制备原料包括：5CrMnMo钢和YG8硬质合金，自制CuMnNi钎料。2.根据权利要求1所述的真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金，其特征是真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金的制备步骤为：将原始粉末按实验设计方案称重、配料，配好后倒入硬质合金球磨罐中进行湿磨，球磨介质为无水乙醇，球磨时间为24h，球磨结束后，将制得的粒料进行真空干燥，将基体合金采用砂纸进行打磨、抛光处理，然后进行超声波清洗，将制好的钎料与加工好的合金放入WZS-20型双室真空烧结炉中进行烧结，烧结温度为850℃，保温30min。3.根据权利要求1所述的真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金，其特征是真空钎焊制备的5CrMnMo钢与YG8硬质合金的检测步骤为：质量用F210型电子天平，密度采用阿基米德排水法，物相分析用D8Advance型X射线衍射仪，微观结构...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐萍，
申请(专利权)人：徐萍，
类型：发明
国别省市：辽宁,21
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