YG6C硬质合金与Cr12钢真空钎焊及热处理一体化工艺研究

论文摘要

本课题采用两种不同成分的CuMnCo钎料CuMnCo①和钎料CuMnCo②,对YG6C硬质合金与Cr12钢真空钎焊及热处理一体化工艺进行研究,通过润湿性试验、三点弯曲试验、光学显微镜、显微硬度计、SEM和EDS等,研究了钎焊温度、钎焊间隙、添加Ni中间层以及焊后热处理对钎缝组织及接头性能的影响。由润湿性试验可知,钎料CuMnCo①和钎料CuMnCo②对YG6C硬质合金和Cr12钢均具有良好的润湿性。由组织及能谱分析可知,在钎焊过程中存在Fe和Co元素的长程扩散,在钎缝两侧界面反应区形成硬度较高的Fe-Co基固溶体组织,钎缝中心区为塑性较好的Cu-Mn基固溶体组织。钎焊温度过低时,元素扩散能力较差,母材中的元素难以通过钎缝长程扩散形成充分的冶金结合,接头在钎缝处断裂,接头强度较低;钎焊温度过高时,元素扩散能力较强,母材中的Fe、Co元素大量通过钎缝长程扩散,钎缝两侧界面区形成了过多的反应产物Fe-Co基固溶体,降低了钎缝的塑性,同时也制约了钎缝中Cu-Mn基固溶体组织对接头残余应力的释放,接头在硬质合金近钎缝处断裂,接头强度较低。采用钎料CuMnCo①钎焊时,最佳钎焊温度为1110℃,接头抗弯强度达到508 MPa;采用钎料CuMnCo②钎焊时,最佳钎焊温度为1100℃,接头抗弯强度达到408 MPa。钎焊间隙过小时,反应产物Fe-Co基固溶体不仅在两侧界面区出现,而且在钎缝中心区也大量出现,使得钎缝塑性下降,释放接头残余应力的能力下降,硬质合金近钎缝处的残余应力较大,接头在硬质合金近钎缝处断裂,接头性能较差;钎焊间隙过大时,Fe、Co等元素难以通过长程扩散越过钎缝,在两侧界面反应区形成的Fe-Co基固溶体较少,接头的冶金结合强度不够,接头性能较差。因此,存在一最佳钎焊间隙。采用钎料CuMnCo①,钎焊温度为1110℃时,最佳钎焊间隙为0.2 mm,接头抗弯强度达到508 MPa;采用钎料CuMnCo②,钎焊温度为1100℃时,最佳钎焊间隙为0.16 mm,接头抗弯强度达到487 MPa。采用钎料CuMnCo①钎焊时,Ni中间层的添加阻碍了Fe、Co等元素的长程扩散,使得接头的冶金结合能力下降,特别是硬质合金侧界面几乎没有Fe-Co基固溶体组织,冶金结合较差,三点弯曲实验接头断裂位置在此处。采用钎料CuMnCo①钎焊时,淬火后接头的强度有所下降,但仍然很高达到483 MPa,淬火提高了YG6C硬质合金和Cr12钢的硬度。YG6C硬质合金与Cr12钢采用真空钎焊及热处理一体化工艺是合理的和可行的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 硬质合金概述
• 1.1.1 硬质合金的分类
• 1.1.2 硬质合金的基本特点
• 1.1.3 硬质合金的冶金特性
• 1.1.4 硬质合金的钎焊性
• 1.2 Cr12 钢及其性质
• 1.3 硬质合金与钢的连接
• 1.4 真空钎焊
• 1.4.1 真空钎焊的优缺点
• 1.4.2 真空钎焊时氧化膜去除机理
• 1.5 选题意义及研究内容
• 1.5.1 选题意义
• 1.5.2 研究内容及方法
• 第2章 实验条件及方法
• 2.1 实验材料及实验设备
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 实验设备
• 2.2 钎焊工艺
• 2.2.1 接头设计
• 2.2.2 焊前处理
• 2.2.3 工艺参数
• 2.3 其它实验
• 2.3.1 润湿性试验
• 2.3.2 三点弯曲试验
• 2.3.3 金相分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 钎焊温度对接头组织及性能的影响
• ①钎焊温度对接头组织及性能的影响'>3.1 采用钎料CuMnCo^①钎焊温度对接头组织及性能的影响
• 3.1.1 润湿性试验结果及分析
• 3.1.2 不同钎焊温度下接头的抗弯强度
• 3.1.3 不同钎焊温度下接头的显微组织
• 3.1.4 不同钎焊温度下接头的元素分布
• ②钎焊温度对接头组织及性能的影响'>3.2 采用钎料CuMnCo^②钎焊温度对接头组织及性能的影响
• 3.2.1 润湿性试验结果及分析
• 3.2.2 不同钎焊温度下接头的抗弯强度
• 3.2.3 不同钎焊温度下接头的显微组织
• 3.2.4 不同钎焊温度下接头的元素分布
• 3.3 分析讨论
• 3.4 本章小结
• 第4章 钎焊间隙对接头组织及性能的影响
• ①钎焊间隙对接头组织及性能的影响'>4.1 采用钎料CuMnCo^①钎焊间隙对接头组织及性能的影响
• 4.1.1 不同钎焊间隙下接头的抗弯强度
• 4.1.2 不同钎焊间隙下接头的显微组织
• 4.1.3 不同钎焊间隙下各区域元素分布
• ②钎焊间隙对接头组织及性能的影响'>4.2 采用钎料CuMnCo^②钎焊间隙对接头组织及性能的影响
• 4.2.1 不同钎焊间隙下接头的抗弯强度
• 4.2.2 不同钎焊间隙下接头的显微组织
• 4.2.3 不同钎焊间隙下各区域元素分布
• 4.3 分析讨论
• 4.4 本章小结
• 第5章 中间层对钎焊接头组织及性能的影响
• 本章小结
• 第6章 焊后淬火对组织及性能的影响
• 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 详细摘要