CN106112315A - 一种自带钎料的硬质合金块及其制备方法 - Google Patents

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钟素娟
董博文
马佳
于新泉
潘建军
于奇
董显
王洋
程战
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    • B23K1/20—Preliminary treatment of work or areas to be soldered, e.g. in respect of a galvanic coating

Abstract

本发明公开了一种自带钎料的硬质合金块具有双层结构，在所述硬质合金块的下表面复合有钎料合金层。钎料合金层的厚度根据钎料填缝大小可在0.01～20mm之间调整。钎料合金层为纯铜、铜基、银基、锰基、钯基、钛基钎料中的一种。制备时，钎料合金经熔炼、挤压、拉拔工序制备成盘丝状待用；硬质合金块表面经去油、喷砂，保证待焊面无油、无杂质、无氧化；然后用热喷涂设备将盘丝状钎料合金喷涂在硬质合金块的待焊面，形成一定厚度的钎料合金层。本发明的优点在于装配精度高且方便；由于复合在硬质合金块上的钎料层厚度可以控制，实现了钎料的定量精确添加；而硬质合金与钎料界面间形成冶金结合，钎焊过程中提高了钎料对硬质合金的填缝性。

Description

一种自带钎料的硬质合金块及其制备方法
技术领域
本发明涉及焊接领域，尤其是涉及一种自带钎料的硬质合金块，本发明还涉及该硬质合金块的制备方法。
背景技术
硬质合金具有很高的硬度、良好的耐磨损和热硬性，广泛应用于金属切削工具，矿山采掘、采煤截齿、矿山凿岩、石油钻井、地质勘探工具，拉深、挤压、冲压模具，建工钻具、木工工具，轧辊、辊环，量具，各种耐磨损机械零件摩擦面的喷涂、钎涂和喷焊。
由于硬质合金价格较高，其塑性和冲击韧性较差，因此大部分硬质合金的应用形式是采用小块硬质合金作为镶嵌件，依附于结构钢、工具钢等高强钢制造零件的工作部位，由高强钢来承受冲击载荷，节省价格高的硬质合金用量，以降低制造成本。常用的将硬质合金与钢连接成一体的方法有：钎焊法、机械加固法、应力嵌套法和粘接法。钎焊是将硬质合金牢固连接到钢基体金属上应用最广泛，也是最成功的方法之一。
传统的硬质合金钎焊工艺是将硬质合金块、钎料合金片、基体装配完整后进行钎焊。这需要有较高的装配精度，否则钎料不足，造成缺欠；钎料过多，造成浪费，且需要进行后续加工处理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种装配方便、自带钎料的硬质合金块，本发明还提供该硬质合金块的制备方法。
为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：
本发明所述的自带钎料的硬质合金块具有双层结构，在所述硬质合金块的下表面复合有钎料合金层。
所述钎料合金层的厚度根据钎料填缝大小可在0.01～20mm之间调整。
所述钎料合金层为纯铜、铜基、银基、锰基、钯基、钛基钎料中的一种。
本发明自带钎料的硬质合金块的制备方法为：
钎料合金经熔炼、挤压、拉拔工序制备成盘丝状待用；硬质合金块表面经去油、喷砂，保证待焊面无油、无杂质、无氧化；然后用热喷涂设备将盘丝状钎料合金喷涂在硬质合金块的待焊面，形成一定厚度的钎料合金层。
本发明的优点在于装配精度高且方便；由于复合在硬质合金块上的钎料层厚度可以控制，实现了钎料的定量精确添加；而硬质合金与钎料界面间形成冶金结合，钎焊过程中提高了钎料对硬质合金的填缝性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述的自带钎料的硬质合金块具有双层结构，上层为硬质合金块1，下层为钎料合金层2。实际钎焊时，钎料合金层2的厚度根据钎料填缝大小可在0.01～20mm之间调整。钎料合金层2为纯铜、铜基、银基、锰基、钯基、钛基钎料中的一种。
本发明的自带钎料的硬质合金块的制备方法为：
钎料合金经熔炼、挤压、拉拔等工序制备成热喷涂所需的盘丝状待用；硬质合金块1表面经严格的去油、喷砂，保证与钎料复合的待钎面无油、无杂质、无氧化；然后用热喷涂设备将盘丝状钎料合金喷涂在硬质合金块的待焊面，形成有一定厚度的钎料合金层2。焊接时直接将该硬质合金块与基体装配。
下面通过具体实施例详细说明本发明硬质合金块的制备方法和所具有的技术效果。
实施例1
硬质合金块选择YG6，尺寸为20mm×20mm×10mm；钎料合金选用BCu58ZnMn，厚度为0.2mm的带和直径2.0mm的丝；基体材料选用Q235钢，尺寸为20mm×20mm×20mm；钎剂选用YJ2；钎焊方法为感应钎焊。第一种方法是将直径2.0mm的BCu58ZnMn丝经热喷涂设备喷涂到硬质合金块的待焊面，涂层厚度为0.2mm，然后将硬质合金块与Q235装配，采用高频感应焊机焊接，焊接过程中不断加入钎剂，直至形成钎焊接头；第二种方法是将厚度为0.2mm的BCu58ZnMn带分切成尺寸为20mm×20mm×0.2mm的片状，将硬质合金块、钎料片、基体装配，采用相同的钎焊工艺进行钎焊，形成钎焊接头。对两种方法形成的钎焊接头进行剪切强度测试，第一种钎焊接头剪切强度为342Mpa，第二种钎焊接头剪切强度为323Mpa，说明采用本发明的方法钎焊硬质合金，接头强度有明显提高。
实施例2
硬质合金块选择YG6，尺寸为20mm×20mm×10mm；钎料合金选用BAg40CuZnCd，厚度为0.3mm的带和直径2.0mm的丝；基体材料选用Q235钢，尺寸为20mm×20mm×20mm；钎剂选用FB102；钎焊方法为感应钎焊。第一种方法是将直径2.0mm的BAg40CuZnCd丝经热喷涂设备喷涂到硬质合金块的待焊面，涂层厚度为0.3mm，然后将硬质合金块与Q235装配，采用高频感应焊机焊接，焊接过程中不断加入钎剂，直至形成钎焊接头；第二种方法是将厚度为0.2mm的BAg40CuZnCd带分切成尺寸为20mm×20mm×0.2mm的片状，将硬质合金块、钎料片、基体装配，采用相同的钎焊工艺进行钎焊，形成钎焊接头。对两种方法形成的钎焊接头进行剪切强度测试，第一种钎焊接头剪切强度为325Mpa，第二种钎焊接头剪切强度为313Mpa，采用本发明的方法钎焊硬质合金，接头强度有明显提高。
实施例3
硬质合金块选择YG6，尺寸为20mm×20mm×10mm；钎料合金选用BAg49CuZnMnNi，厚度为0.4mm的带和直径2.0mm的丝；基体材料选用Q235钢，尺寸为20mm×20mm×20mm；钎剂选用FB102；钎焊方法为感应钎焊。第一种方法是将直径2.0mm的BAg49CuZnMnNi丝经热喷涂设备喷涂到硬质合金块的待焊面，涂层厚度为0.4mm，然后将硬质合金块与Q235装配，采用高频感应焊机焊接，焊接过程中不断加入钎剂，直至形成钎焊接头；第二种方法是将厚度为0.2mm的BAg49CuZnMnNi带分切成尺寸为20mm×20mm×0.2mm的片状，将硬质合金块、钎料片、基体装配，采用相同的钎焊工艺进行钎焊，形成钎焊接头。对两种方法形成的钎焊接头进行剪切强度测试，第一种钎焊接头剪切强度为395Mpa，第二种钎焊接头剪切强度为363Mpa，采用本发明的方法钎焊硬质合金，接头强度有明显提高。
实施例4
硬质合金块选择YG6，尺寸为20mm×20mm×10mm；钎料合金选用BAg40CuZnCdNi，厚度为0.2mm的带和直径2.0mm的丝；基体材料选用Q235钢，尺寸为20mm×20mm×20mm；钎剂选用FB102；钎焊方法为感应钎焊。第一种方法是将直径2.0mm的BAg40CuZnCdNi丝经热喷涂设备喷涂到硬质合金块的待焊面，涂层厚度为0.2mm，然后将硬质合金块与Q235装配，采用高频感应焊机焊接，焊接过程中不断加入钎剂，直至形成钎焊接头；第二种方法是将厚度为0.2mm的BAg40CuZnCdNi带分切成尺寸为20mm×20mm×0.2mm的片状，将硬质合金块、钎料片、基体装配，采用相同的钎焊工艺进行钎焊，形成钎焊接头。对两种方法形成的钎焊接头进行剪切强度测试，第一种钎焊接头剪切强度为363Mpa，第二种钎焊接头剪切强度为351Mpa，采用本发明的方法钎焊硬质合金，接头强度有明显提高。
实施例5
硬质合金块选择YG6，尺寸为20mm×20mm×10mm；钎料合金选用BAg40CuZnNi，厚度为0.2mm的带和直径2.0mm的丝；基体材料选用Q235钢，尺寸为20mm×20mm×20mm；钎剂选用FB102；钎焊方法为感应钎焊。第一种方法是将直径2.0mm的BAg40CuZnNi丝经热喷涂设备喷涂到硬质合金块的待焊面，涂层厚度为0.2mm，然后将硬质合金块与Q235装配，采用高频感应焊机焊接，焊接过程中不断加入钎剂，直至形成钎焊接头；第二种方法是将厚度为0.2mm的BAg40CuZnNi带分切成尺寸为20mm×20mm×0.2mm的片状，将硬质合金块、钎料片、基体装配，采用相同的钎焊工艺进行钎焊，形成钎焊接头。对两种方法形成的钎焊接头进行剪切强度测试，第一种钎焊接头剪切强度为353Mpa，第二种钎焊接头剪切强度为342Mpa，采用本发明的方法钎焊硬质合金，接头强度有明显提高。

Claims (4)

1.一种自带钎料的硬质合金块，其特征在于：在所述硬质合金块（1）的下表面复合有钎料合金层（2）。
2.根据权利要求1所述的自带钎料的硬质合金块，其特征在于：所述钎料合金层（2）的厚度为0.01～20mm。
3.根据权利要求1所述的自带钎料的硬质合金块，其特征在于：所述钎料合金层为纯铜、铜基、银基、锰基、钯基、钛基钎料中的一种。
4.权利要求1所述的自带钎料的硬质合金块的制备方法为：
钎料合金经熔炼、挤压、拉拔工序制备成盘丝状待用；硬质合金块（1）表面经去油、喷砂，保证待焊面无油、无杂质、无氧化；然后用热喷涂设备将盘丝状钎料合金喷涂在硬质合金块的待焊面，形成一定厚度的钎料合金层（2）。
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