CN109365981A - 一种不锈钢套与黄铜环的连接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种不锈钢套与黄铜环的连接方法，将黄铜环(1)和不锈钢套(2)加工至规定尺寸；用压力机将黄铜环(1)压入不锈钢套(2)内形成组合件；将装配好的组合件放置于夹具上，将压头(3)压入黄铜环(1)的内孔中，然后放入真空炉，真空炉的真空度为0.5×10‑2～10×10‑ 1Pa，加热到600～900℃、保温50～70分钟，然后降温至500℃～700℃，保持200～600分钟，然后随炉冷却至250℃以下出炉。本发明消除了现有铸造工艺存在的孔洞缺陷，实现两种材料的冶金结合，提高了产品的合格率。

Description

一种不锈钢套与黄铜环的连接方法
技术领域
本发明属于发动机结构件制造技术领域，涉及一种将马氏体不锈钢与黄铜复合连接的技术。
背景技术
一种发动机零件，采用黄铜作为耐磨层衬在钢套内，现有的技术是通过铸造方法将铜浇注在钢的表面，凝固后粘结在一起，实现钢与铜复合，具体来说不锈钢的牌号为：1Cr11Ni2W2MoVA，黄铜的牌号为：H62。
然而，由于现有铸造工艺和设备的限制，使零件的复合铜层内不可避免地存在气孔，当孔洞和孔的数量超过标准规定时，零件评定为废品。
为了消除因铸造而产生的孔洞，本发明寻求用一种新的工艺方法使得复合后的铜层没有孔洞。
发明内容
本发明旨在提供一种不锈钢套与黄铜环的连接方法，实现不锈钢与铜的复合，消除现有铸造工艺存在的孔洞缺陷，实现两种材料的冶金结合，提高产品的合格率。
同种金属的连接一般以熔焊为主，而异种金属由于金属结构和熔点差异大，采用熔焊会形成低熔点的金属化合物，降低了结合强度低，使力学性能变差，零件变形不可避免。
本发明是通过如下技术方案予以实现的：
一种不锈钢套与黄铜环的连接方法，包括以下步骤：
步骤一，将黄铜环和不锈钢套加工至规定尺寸；
步骤二，用压力机将黄铜环压入不锈钢套内形成组合件；
步骤三，将步骤二中装配好的组合件放置于夹具上，将压头压入黄铜环1的内孔中，然后放入真空炉，真空炉的真空度为0.5×10-2～10×10-1Pa，加热到600～900℃、保温50～70分钟，然后降温至500℃～700℃，保持200～600分钟，然后随炉冷却至250℃以下出炉。
所述步骤一中，黄铜环为轧制件。
所述步骤一中，不锈钢套为锻造件。
所述步骤二中，在将黄铜环压入不锈钢套前，用细砂纸将黄铜环和不锈钢套的接触表面打磨，然后用丙酮清洗并吹干。
所述步骤二中，黄铜环与不锈钢套的装配为过盈配合。
所述步骤三中，压头和夹具与组合件接触的表面涂有防粘连涂料。
所述夹具包括一环形槽，环形槽的内径等于不锈钢套的外径，环形槽的槽深等于不锈钢套的高度，环形槽下方为一通孔，通孔的孔径小于黄铜环的外径。
本发明提供了一种异种金属连接方法，采用压力扩散焊使异种金属(马氏体不锈钢和黄铜)连接成为一体，实现钢与铜的复合。压力扩散焊为非熔化焊接，焊接温度远低于熔化温度，在相对较低的温度下通过异种金属间原子的相互扩散，在界面两侧形成固溶体而实现异种金属的冶金结合。
具体来说本方法包含以下步骤：
①将轧制的黄铜环加工成要求的尺寸；
②将锻件制成的钢套加工到规定尺寸；
③用压力机将铜环装入钢套内；
④将装配组合件置于专用夹具上，然后放入真空炉内；
⑤加热、保温，然后降温并保温一段时间，然后随炉冷却，最后出炉。
与现有技术相比，本发明的有益效果体现在：
现有的不锈钢与铜复合工艺方法是将熔化的铜浇铸在不锈钢的表面，冷却后粘结在钢的表面形成复合层。由于铸造过程中气体的溶入，不可避免地出现孔洞，当孔洞的数量和尺寸超过要求时成为废品。用真空压力扩散焊工艺可以完全避免浇铸工艺固有的孔洞缺陷。因为采用的铜材为轧材，本身没有孔洞缺陷，并且扩散连接的界面结合强度高于浇注粘接强度。
附图说明
图1为本发明的焊接示意图；
图中，1-黄铜环，2-不锈钢套，3-压头，4-夹具。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明，但所要求的保护范围并不局限于所述；
一种不锈钢套与黄铜环的连接方法，将轧制的黄铜环1加工成要求的尺寸，将锻件制成的不锈钢套2加工到规定尺寸，用细砂纸将黄铜环1和不锈钢套2的对贴表面打磨，然后用丙酮清洗并吹干。黄铜环1和不锈钢套2装配前选择过盈量为0.05～0.08(这里是指黄铜环1与不锈钢套2的装配间隙)，用压力机将黄铜环1压入不锈钢套2内，形成组合件。在压头3和夹具4与组合件相接触的面上涂上防粘连涂料，然后将组合件置于夹具4凹槽内，夹具4包括一环形槽，环形槽的内径等于不锈钢套2的外径，环形槽的槽深等于不行钢套2的高度，环形槽下方为一通孔，通孔的孔径小于黄铜环1的外径，夹具4和压头3的材质为Cr25Ni20Si2。如图1所示，将组合件放置在专用的真空炉的托板上。通过压头3施加5.5MPa压力(是指压头3受到的轴向压力，压头3是在装入真空炉之前就压入黄铜环1),保持真空度在1.0×10-2Pa范围内，加热到800℃、保温60分钟，然后降温至550℃，保持300分钟，然后随炉冷却至250℃以下出炉。

Claims (7)

1.一种不锈钢套与黄铜环的连接方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，将黄铜环(1)和不锈钢套(2)加工至规定尺寸；
步骤二，用压力机将黄铜环(1)压入不锈钢套(2)内形成组合件；
步骤三，将步骤二中装配好的组合件放置于夹具上，将压头(3)压入黄铜环(1)的内孔中，然后放入真空炉，真空炉的真空度为0.5×10-2～10×10-1Pa，加热到600～900℃、保温50～70分钟，然后降温至500℃～700℃，保持200～600分钟，然后随炉冷却至250℃以下出炉。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢套与黄铜环的连接方法，其特征在于：所述步骤一中，黄铜环(1)为轧制件。
3.根据权利要求1所述的一种不锈钢套与黄铜环的连接方法，其特征在于：所述步骤一中，不锈钢套(2)为锻造件。
4.根据权利要求1所述的一种不锈钢套与黄铜环的连接方法，其特征在于：所述步骤二中，在将黄铜环(1)压入不锈钢套(2)前，用细砂纸将黄铜环(1)和不锈钢套(2)的接触表面打磨，然后用丙酮清洗并吹干。
5.根据权利要求1所述的一种不锈钢套与黄铜环的连接方法，其特征在于：所述步骤二中，黄铜环(1)与不锈钢套(2)的装配为过盈配合。
6.根据权利要求1所述的一种不锈钢套与黄铜环的连接方法，其特征在于：所述步骤三中，压头(3)和夹具(4)与组合件接触的表面涂有防粘连涂料。
7.根据权利要求1所述的一种不锈钢套与黄铜环的连接方法，其特征在于：所述夹具(4)包括一环形槽，环形槽的内径等于不锈钢套(2)的外径，环形槽的槽深等于不锈钢套(2)的高度，环形槽下方为一通孔，通孔的孔径小于黄铜环(1)的外径。
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