一种硬质合金钎焊用复合钎料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及钎料技术领域，具体涉及一种硬质合金钎焊用复合钎料及其制备方法。该硬质合金钎焊用复合钎料包括沿侧向交替复合的钎料条、应力缓冲条，所述应力缓冲条有至少一个，所述钎料条有至少两个，所述钎料条为钎焊连接硬质合金与基体的合金钎料，所述应力缓冲条为熔点高于钎焊温度的金属，钎料条的宽度大于应力缓冲条的宽度。该硬质合金钎焊用复合钎料在钎焊时，钎料条熔化，实现硬质合金与钢基体之间的钎焊连接，由于应力缓冲条的熔点高于钎焊的温度，在钎焊时应力缓冲条不熔化，起到切断应力线的作用，有效解决了硬质合金与钢钎焊时接头存在的残余应力大、易开裂、钎缝强度低的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种硬质合金钎焊用复合钎料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及钎料
，具体涉及一种硬质合金钎焊用复合钎料及其制备方法。

技术介绍

[0002]硬质合金刀具主要是由硬质合金与钢基刀体钎焊而成，具有硬度高、耐磨性好的特点，在轨道交通、石油钻探、地质勘探等领域应用广泛。
[0003]由于硬质合金和钢基体的热膨胀系数相差很大，在焊后的冷却过程中，钢基体的收缩量大于硬质合金的收缩量，导致钎缝中的钎料与两侧的硬质合金和基体材料之间产生很大的应力。钎缝中形成的内应力会影响硬质合金与基体材料的性能，降低钎缝强度，严重时导致钎缝开裂，缩短硬质合金的使用寿命。
[0004]现有技术常用的是竖向上具有三层结构的三明治复合钎料，利用中间层补偿垫片的塑性变形缓释接头中的热应力。公开号为CN1136488A的中国专利技术专利申请公开了一种由三层结构组成的复合材料，两外侧为银钎料合金，芯层为铜基合金，三层叠轧复合，并进行复合界面间的扩散焊接热处理，最后精轧到0.3mm厚度的成品。现有的三明治复合钎料中，由于钎缝处钎料合金强度和硬度均较高，而芯层材料通常塑性较好，但是强度较低，因而硬质合金钎焊接头容易在整片钎缝芯层处发生撕裂。
[0005]因此，亟需一种新型的钎焊用复合钎料，解决现有技术存在的上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的第一个目的在于提供一种硬质合金钎焊用复合钎料，解决现有钎料应用在硬质合金和钢钎焊时存在接头残余应力大、易于开裂、工作时钎缝强度低的问题。
[0007]本专利技术的第二个目的在于提供一种上述硬质合金钎焊用复合钎料的制备方法，该方法工艺过程简单，能实现钎料条与应力缓冲条的有效复合。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术的硬质合金钎焊用复合钎料的技术方案为：
[0009]一种硬质合金钎焊用复合钎料，包括沿侧向交替复合的钎料条、应力缓冲条，所述应力缓冲条有至少一个，所述钎料条有至少两个，所述钎料条为钎焊连接硬质合金与基体的合金钎料，所述应力缓冲条为熔点高于钎焊温度的金属，钎料条的宽度大于应力缓冲条的宽度。
[0010]该硬质合金钎焊用复合钎料在钎焊时，钎料条熔化，实现硬质合金与钢基体之间的钎焊连接，由于应力缓冲条的熔点高于钎焊的温度，在钎焊时应力缓冲条不熔化，起到切断应力线的作用，有效解决了硬质合金与钢钎焊时接头存在的残余应力大、易开裂、钎缝强度低的问题。另外，与传统三层结构的三明治复合钎料相比，此种结构的复合钎料为单层结构，可以有效减小钎缝厚度，节省钎料用量，同时可以避免钎焊接头的整片钎缝芯层处发生撕裂的问题。
[0011]优选地，在所述侧向方向上，沿所述复合钎料的两侧到中间，钎料条的熔化温度梯
度递减。进一步优选地，所述梯度递减的幅度为5
‑
100℃。钎焊时，位于中心的钎料条加热较慢，按照由边两侧到中间熔化温度梯度递减设置后，可以使整个复合钎料同时熔化，不仅可以缩短加热时间，提高钎焊效率，同时可以防止两侧加热温度过高而导致钎料氧化。
[0012]可采用以下形式来实现钎料条的熔化温度梯度递减。可选地，所述钎料条选自BAg40CuZnNi、BAg40CuZnNiMn、BAg28CuZnNiMn中的两种或三种。可选地，所述钎料条选自Cu58ZnMn、Cu54ZnMnNiSi、Cu57ZnMnCo、Cu56ZnMnCo、Cu56ZnMnCo中的至少两种。可选地，所述钎料条选自CT616、CT716、CT737中的两种或三种。
[0013]优选地，相邻的应力缓冲条与钎料条之间的复合界面为波纹面。波纹面可以增加两者之间的复合面积，提高两者的复合强度，避免在加工过程中出现开裂、翘曲等现象。
[0014]优选地，在所述侧向方向上，所述复合钎料的两个端部均为钎料条，位于所述端部的钎料条形成外侧钎料条，所述外侧钎料条宽度大于或等于内侧的钎料条的宽度。有利于保证钎缝边缘的焊接强度，防止钎缝边缘开裂。
[0015]优选地，所述钎料条的宽度为2
‑
50mm，所述应力缓冲条的宽度为1
‑
5mm。钎料条的宽度大于应力缓冲条的宽度，使钎料条焊接的面积大于应力缓冲条切断的非焊合面积，保证钎缝的焊合强度，提高使用寿命。
[0016]为进一步提高钎缝的焊接强度，优选地，所述钎料条的应力缓冲条的宽度比为(1～50):1，更优选为(5～20):1。
[0017]优选地，所述复合钎料表面还涂覆有钎剂。钎剂涂覆在复合钎料的表面上，在钎焊过程中去除母材表面的氧化膜，保护母材和钎料，提高钎料的润湿性能，同时还可以实现钎剂的定量添加，防止钎剂的浪费。
[0018]优选地，所述应力缓冲条为铜、铜合金、碳钢、不锈钢或镍合金；所述合金钎料选自铜基钎料和/或银基钎料。可选地，银基钎料为AgCuZnNiMn系、AgCuZnNi系、AgCuZnSn和/或AgCuZn系钎料。可选地，铜基钎料为CuZnMn系、CuZnMnCo系、CuZnMnNi、CuZnMnNiSn系和/或CuZnMnNiSi系。
[0019]为减小钎缝厚度，节省钎料用量。优选地，所述复合钎料的厚度为0.1～2mm。
[0020]本专利技术的硬质合金钎焊用复合钎料的制备方法的技术方案是：
[0021]一种上述硬质合金钎焊用复合钎料的制备方法，包括以下步骤：
[0022](1)制备应力缓冲条材料和钎料条材料；
[0023](2)将钎料条材料与应力缓冲条材料间隔排列并夹紧固定形成坯料；
[0024](3)对坯料进行扩散复合，以使应力缓冲条材料与钎料条材料之间实现侧向冶金复合；
[0025](4)将扩散复合后的坯料轧制至预设厚度，得到复合钎料。
[0026]该制备方法工艺简单，能够实现钎料条与应力缓冲条之间的有效复合，便于在工业上的运用。
[0027]优选地，所述扩散复合采用真空扩散复合或热等静压扩散复合。采用热等静压扩散复合时，坯料各向均衡受压，界面结合强度高，均匀性好，后续加工过程中不易从界面结合处开裂，同时能耗低、生产效率高。
[0028]优选地，步骤(4)中所述轧制为差温轧制，所述差温轧制时，应力缓冲条区域的轧制温度高于钎料条区域的轧制温度。采用差温轧制，使应力缓冲条区域的轧制温度高于钎
料条区域的轧制温度，可以防止轧制过程中出现变形不同步的问题。如果钎料条之间温度差较大，也可以在钎料条之间采用差温轧制，使内侧钎料条的轧制温度低于外侧钎料条。
[0029]进一步优选地，实现差温轧制的方式为对应力缓冲条的区域施加脉动电流或进行间歇式激光扫描。通过施加脉冲电流或间歇式激光扫描，可以使应力缓冲条的区域温度升高，同时防止温度传导至钎料条的区域，从而实现两者之间的温度差，以保证轧制过程中两者变形的同步性。
[0030]进一步优选地，当应力缓冲条与钎料条之间的结合界面为波纹时，在步骤(1)和步骤(2)之间还包括对应力缓冲条和钎料条进行波纹辊轧，使应力缓冲条与钎料条的侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种硬质合金钎焊用复合钎料，其特征在于，包括沿侧向交替复合的钎料条、应力缓冲条，所述应力缓冲条有至少一个，所述钎料条有至少两个，所述钎料条为钎焊连接硬质合金与基体的合金钎料，所述应力缓冲条为熔点高于钎焊温度的金属，钎料条的宽度大于应力缓冲条的宽度。2.如权利要求1所述的硬质合金钎焊用复合钎料，其特征在于，在所述侧向方向上，沿所述复合钎料的两侧到中间，钎料条的熔化温度梯度递减。3.如权利要求2所述的硬质合金钎焊用复合钎料，其特征在于，所述梯度递减的幅度为5
‑
100℃。4.如权利要求1所述的硬质合金钎焊用复合钎料，其特征在于，相邻的应力缓冲条与钎料条之间的复合界面为波纹面。5.如权利要求1所述的硬质合金钎焊用复合钎料，其特征在于，在所述侧向方向上，所述复合钎料的两个端部均为钎料条，位于所述端部的钎料条形成外侧钎料条，所述外侧钎料条宽度大于或等于内侧的钎料条的宽度。6.如权利要求1所述的硬质合金钎焊用复合钎料，其特征在于，所述钎料条的宽度为2

【专利技术属性】
技术研发人员：钟素娟，刘攀，秦建，路全彬，董媛媛，张冠星，纠永涛，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：