一种用于硬质合金刀具钎焊的高温钎料及其制备方法技术

一种用于硬质合金刀具钎焊的高温钎料及其制备方法，它涉及一种钎焊材料及其制备方法。它要解决的是传统硬质合金刀具钎焊钎料高温强度较低、所用钎料价格昂贵、使用接头形式受限的问题以及钎料制备工艺复杂的问题。本发明专利技术用于硬质合金刀具钎焊的高温钎料由Ｃｕ、Ａｇ、ＴｉＨ２、Ｎｉ、Ｓｎ和Ｃｒ混合制成。其制备方法是通过备料和机械合金化两步制成。本发明专利技术得到的高温钎料润湿性好，钎焊质量好，钎焊接头具有良好的高温力学性能，满足各种形式接头的需求，而且钎料成本低，制备工艺和设备简单，生产效率高。本发明专利技术可以广泛应用于我国硬质合金刀具焊接技术领域中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种钎焊材料及其制备方法。
技术介绍
刀具行业的发展水平是直接决定着国家制造能力的关键，近年来我国的刀具行业 取得了长足的发展和进步，目前已经能够生产多种形式的刀具产品，硬质合金刀具是刀具 产品中最重要的组成部分之一。我国的硬质合金刀具整体水平与国外还存在着较大的差 距，其中硬质合金刀具焊接技术已经成为限制刀具发展的瓶颈技术。硬质合金刀具中最主要的焊接问题就是实现硬质合金刀片与低碳钢基体之间的 可靠连接，这两种材料焊接主要存在两个问题其一是硬质合金的润湿性不好，钎料的润湿 铺展和界面反应不能满足要求；另外是由于这两种材料在物理性质和化学性能方面存在很 大的差异，在焊接过程中容易产生较大的应力，所以其高质量焊接问题一直难以解决。目前 对于合金刀具的制备中应用最多的钎焊技术，也就是利用在待焊接母材之间添加钎料箔， 通过加热使钎料熔化实现二者的焊接。专利(专利号ZL 01136997. 3)报道了一种硬质合 金刀具的钎焊制备方法，焊接中采用银基或铜基钎焊实现了合金刀具的焊接。专利(申请 号200810045993.9)也公开了一种利用钎焊技术实现合金刀具焊接的方法及相应采用的 银基钎料配方。然而目前刀具工业生产领域中常用的钎料存在几个突出的问题1、钎焊接头的使用温度低，硬质合金刀具在实际服役过程中很容易达到较高的温 度，现有钎料在高温环境下力学性能差，难以保证钎焊接头的高温使用可靠性；2、常用钎料不含活性元素，对硬质合金的润湿性能一股，尤其是应用较多的银基 钎料价格昂贵，生产成本高；3、钎料制备过程复杂，通常需要大型的熔炼和甩带设备，制备工艺和设备复杂，钎 料生产周期长；而且钎料大部分钎料为箔片状钎料，很难满足特殊形式接头的需要。
技术实现思路
本专利技术是为了解决硬质合金刀具钎焊接头高温强度较低、润湿性能差、所用钎料 价格昂贵、适用接头形式受限以及钎料制备工艺复杂的问题，而提供一种用于硬质合金刀 具钎焊的高温钎料及其制备方法。本专利技术一种用于硬质合金刀具钎焊的高温钎料按重量百分比由10% 20%的 Ag、10% 15% 的 TiH2、10% 15% 的 Ni、5% 10% 的 Sn、0. 5% 1. 5% 的 Cr 和 38. 5% 64. 5%的Cu制成。本专利技术一种用于硬质合金刀具钎焊的高温钎料的制备方法按以下步骤实现一、 备料按重量百分比称取10% 20%的Ag、10% 15%的TiH2、10% 15%的Ni、5% 10%&Sn、0. 5% 1. 5%的Cr和38. 5% 64. 5%的Cu粉末；二、机械合金化将球磨球和 步骤一称取的粉末装入球磨罐中，抽真空后充入氩气，然后以转速为250 380r/min间歇 性球磨8 20h，每球磨4h停歇2h，球料质量比为10 15 1，填料与球磨罐的体积比为30.45 0.55 1 ；即得到了用于硬质合金刀具钎焊的高温钎料。本专利技术所制备的高温钎料中，Ag和Cu的添加可以保证钎料具有良好的塑性，能够 有助于缓解焊接过程中产生的残余应力，同时可以保证钎料具有合适的熔化区间；！！吐可 以在700°C时完全脱氢分解，从而转化成纯净的Ti，这样能够极大程度改善钎料在硬质合 金表面的润湿性能，保证钎缝成形良好；然后转化成3 "Ti ；Ni可以在较低温度下与Ti形 成共晶，一方面保证钎料在较低的温度下熔化，另外也对钎料的塑性和高温使用性能提供 保证；Sn可以改善钎料的润湿铺展能力，同时有助于降低钎料熔点，使钎料具有良好的使 用性能；Cr的添加可以大幅度提高钎焊接头的高温使用性能。本专利技术制备的高温钎料采取侧面预置钎料方式，钎焊温度iooo°c时可以得到完 整硬质合金刀具焊接接头，接头具有良好力学性能，其室温抗剪性能可达到210MPa以上， 800°C高温三次热循环后的室温抗剪强度可达到180MPa以上，800°C高温抗剪强度可达到 150MPa以上，可以保证钎焊的硬质合金刀具的高温使用。本专利技术所制备的钎料与现有的钎 料对比，对于硬质合金刀具而言熔点合适，润湿性好，保证硬质合金刀具的高温使用性能， 且本专利技术的钎料成分中贵金属Ag含量较少，成本低廉，粉末状的钎料能够满足各种形式接 头钎焊的需要。本专利技术中的高温钎料制备方法与传统的采用熔炼制备钎料的方法相比，本专利技术所 使用的方法避免了低熔点组元的烧损问题，生产工艺简单，降低了生产成本。本专利技术涉及的高温钎焊材料及其制备方法用于硬质合金刀具钎焊上具有钎料润 湿性好、适用于各种形式接头、制备方法简便、制造成本低等优点。附图说明图1是具体实施方式十二制备的用于硬质合金刀具钎焊的高温钎料的扫描电镜 图；图2是具体实施方式十二制备的用于硬质合金刀具钎焊的高温钎料，采取侧面预 置钎料方式断面形态的光学显微具体实施例方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的 任意组合。具体实施方式一本实施方式一种用于硬质合金刀具钎焊的高温钎料按重量百分 比由 10% 20% 的 Ag、10% 15% 的 TiH2、10% 15% 的 Ni、5% 10% 的 Sn、0. 5% 1.5%的 Cr 和 38. 5% 64. 5%的 Cu 制成。本实施方式中的粉末质量纯度为99% 99. 9%。具体实施方式二 本实施方式与具体实施方式一不同的是用于硬质合金刀具钎焊 的高温钎料按重量百分比由12% 18%的Ag、ll% 14%的TiH2、ll% 14%的Ni、6% 9%的Sn、0. 7% 1. 3%的Cr和44. 7% 59. 3%的Cu制成。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式三本实施方式与具体实施方式一不同的是用于硬质合金刀具钎 焊的高温钎料按重量百分比由15 %的Ag、12%的TiH2、12 %的Ni、8%的Sn、1. 0%的Cr和 52%的Cu制成。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式四本实施方式与具体实施方式一不同的是用于硬质合金刀具钎焊 的高温钎料按照重量百分比由10 %的Ag、10 %的TiH2、10 %的Ni、10 %的Sn、0. 8 %的Cr和 59. 2%的Cu制成。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式五本实施方式与具体实施方式一不同的是用于硬质合金刀具钎焊 的高温钎料按照重量百分比由15%的Ag、12%的TiH2、12 %的Ni、8%的Sn、1. 1 %的Cr和 51. 9%的Cu制成。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式六本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是所用原料Ag、 TiH2、Ni、Sn、Cr和Cu均为粉末，粉末的质量纯度为99% 99. 9%。其它与具体实施例方式一至五之一相同。具体实施方式七本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是所用原料Ag、 TiH2、Ni、Sn、Cr和Cu均为粉末，粉末的质量纯度为99. 5%。其它与具体实施方式一至五之 一相同。具体实施方式八本实施方式一种用于硬质合金刀具钎焊的高温钎料按照以下步 骤实现一、备料按重量百分比称取10% 20%的Ag、10% 15%的TiH2、10% 15%的 Ni、5% 10%的Sn、0. 5% 1. 5%的Cr和38. 5% 64. 5%的Cu粉末；二、机械合金化将 球磨球和步骤一称取的粉末装入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈良勇，曹健，张鹏，
申请(专利权)人：哈尔滨正德科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：93