CN114571129A - 铜基钎料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及焊接材料技术领域，尤其是涉及一种铜基钎料及其制备方法和应用。铜基钎料，以质量百分数计包括：Mn 10％～12％、Ni 3％～4％、Si 0.5％～2％、Cr 0.3％～0.9％、B 0.03％～0.5％、Fe 1.5％～3％、Co 0～0.2％、Zn 0～0.5％，余量为Cu和不可避免的杂质。本发明的铜基钎料，杜绝了低熔点铜铝共晶、铝硅共晶化合物的产生，并通过调控各成分在上述范围内，提高了铜基钎料的高温性能。采用本发明的铜基钎料钎焊得到的钎焊部件，硬质合金与钢基体焊接强度高，能够显著提高部件的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及焊接材料技术领域，尤其是涉及一种铜基钎料及其制备方法和应用。
背景技术
硬质合金具有很高的硬度、强度、耐磨性，常被焊接到钢的表面作为耐磨工件。硬质合金和钢的焊接强度对耐磨工件的使用寿命有直接影响。
布料溜槽为高炉中的一个关键部件，是冶炼物料流进入高炉炉体的最后一个通道，布料溜槽位于高炉炉腔顶部，工作环境处在高温500℃左右，最高温度可达700℃以上。为了提高布料溜槽的使用寿命，现有技术中常用的方法是在布料溜槽的内壁钎焊层硬质合金块，以提高布料溜槽的抗冲击性能和耐磨性能。但由于布料溜槽的高温度的工作环境以及物料对布料溜槽内壁的冲击和摩擦，会引起布料溜槽内壁局部硬质合金块的脱落，如图1所示，需要停工并更换新的布料溜槽，影响正常生产作业，不利于高效运行和生产。因此，如何提高硬质合金与钢基体之间的强度对于提高耐磨件如布料溜槽的使用寿命具有重要意义。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供铜基钎料，以解决现有技术中存在的硬质合金与钢基体之间钎焊强度不足的技术问题。
本发明的第二目的在于提供铜基钎料的制备方法。
本发明的第三目的在于提供铜基钎料在钎焊硬质合金与钢基体中的应用。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
铜基钎料，以质量百分数计包括：
Mn 10％～12％、Ni 3％～4％、Si 0.5％～2％、Cr 0.3％～0.9％、B 0.03％～0.5％、Fe 1.5％～3％、Co 0～0.2％、Zn 0～0.5％，余量为Cu和不可避免的杂质。
在本发明的具体实施方式中，所述铜基钎料中不含Al和Mg元素。
本发明的铜基钎料，杜绝了低熔点铜铝共晶、铝硅共晶化合物的产生，并通过调控各成分在上述范围内，提高了铜基钎料的高温性能；并且，不含易挥发元素Mg，易于控制合金成分。Mg有沉淀强化的作用，但是，由于第二相的出现，会导致铜合金的加工性能大大降低。
本发明的铜基钎料，具有相对较低的固相线和液相线，可以降低钎焊温度等，降低能耗，提高工作效率。
在本发明的具体实施方式中，所述铜基钎料，以质量百分数计包括：
Mn 10％～11.5％、Ni 3％～3.8％、Si 0.5％～1.5％、Cr 0.3％～0.9％、B0.03％～0.3％、Fe 1.5％～2.5％、Co 0～0.2％、Zn 0.1％～0.4％，余量为Cu和不可避免的杂质。
其中，不可避免的杂质中，P＜0.03％、Pb＜0.03％、Bi＜0.03％；优选的，P≤0.02％、Pb≤0.02％、Bi≤0.02％。
在本发明的具体实施方式中，所述铜基钎料，以质量百分数计包括：
Mn 10％～11％、Ni 3％～3.5％、Si 0.5％～1％、Cr 0.3％～0.9％、B 0.03％～0.1％、Fe 1.5％～2％、Co 0～0.2％、Zn 0.1％～0.4％、P≤0.02％、Pb≤0.02％、Bi≤0.02％，余量为Cu。
在本发明的具体实施方式中，所述铜基钎料中，Co的含量为0.01％～0.2％，优选为0.05％～0.2％，更优选为0.1％～0.2％。
本发明还提供了上述任意一种所述铜基钎料的制备方法，包括如下步骤：
在保护气氛下，将电解铜完全熔化，按比例加入中间合金及铁，待中间合金和铁熔化后，按比例加入电解锰，待电解锰熔化后，搅拌均匀，熔体降温至1200℃以下加入Zn，熔化后，进行水平连铸得到棒料；所述中间合金包括铜硅合金(Cu83Si17)、铜镍合金(Cu60Ni40)、铜钴合金(Cu80Co20)、铬铁(Fe45Cr55)、硼铁(Fe82B18)。
在实际操作中，可根据实际需求，通过水平连铸的方式得到不同直径的棒料，进行使用。
在本发明的具体实施方式中，还可以将所述棒料加工形成丝材、带材等进行使用。具体的可采用轧制、拉拔等方式。
本发明还提供了上述任意一种所述铜基钎料在钎焊硬质合金与钢基体中的应用。
在本发明的具体实施方式中，所述硬质合金包括碳化钨类硬质合金。进一步的，所述硬质合金包括YG15、YG8C、YG11C、YG15和YG20中的任一种或多种。
在本发明的具体实施方式中，所述钢基体包括Q235钢、Q345钢、20钢和45钢中的任一种或多种。
本发明还提供了一种硬质合金与钢基体的钎焊方法，包括如下步骤：
采用上述任意一种所述铜基钎料对所述硬质合金和所述钢基体进行钎焊。
在本发明的具体实施方式中，所述硬质合金为硬质合金块。
在本发明的具体实施方式中，所述钢基体包括布料溜槽。
在本发明的具体实施方式中，将硬质合金、铜基钎料和布料溜槽进行装配得到待焊组合件，对所述待焊组合件进行所述钎焊。
在本发明的具体实施方式中，所述装配包括：在所述硬质合金与所述钢基体之间的待焊接面之间设置铜基钎料层，所述铜基钎料层与所述硬质合金与所述钢基体分别相接触的部位涂有钎剂，所述铜基钎料层的厚度为0.1～0.3mm。铜基钎料层的厚度根据钢基体如布料溜槽的大小和硬质合金块的数量进行确定。
在本发明的具体实施方式中，所述钎焊包括：所述钎焊的温度为1025～1045℃。
在本发明的具体实施方式中，所述钎焊包括感应钎焊和炉中钎焊中的任一种。
在实际操作中，可在惰性气体保护下，采用感应加热、炉中钎焊的方式，对硬质合金和钢基体进行钎焊。
在本发明的具体实施方式中，所述钎焊采用的钎剂包括QJ308。
本发明还提供了采用上述任意一种所述钎焊方法制得的钎焊部件。
在本发明的具体实施方式中，所述钎焊部件为钎焊布料溜槽。
在进行钎焊接头试验时，采用感应焊接的方式焊接接头，钎焊的保温时间为10～20s；在对布料溜槽进行焊接时，采用炉中钎焊，钎焊的保温时间可以为3.5～4.5h。
采用BMn3-12，钎焊温度为1030～1050℃；本发明的铜基钎料，降低了合金的固相线和液相线，在相同的保温时间条件下，钎焊温度可以低3～5℃，降低了能耗，提高了工作效率。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明的铜基钎料，杜绝了低熔点铜铝共晶、铝硅共晶化合物的产生，提高了铜基钎料的高温性能；并且，不含易挥发元素Mg，易于控制合金成分；并通过调控元素成分及含量，细化了铜基钎料的晶粒，提高了铜基钎料的性能；
(2)本发明的铜基钎料用于钎焊硬质合金与钢基体，能够显著提高硬质合金与钢基体之间钎焊接头的剪切强度；
(3)采用本发明的铜基钎料钎焊得到的钎焊部件，硬质合金与钢基体焊接强度高，能够显著提高部件的使用寿命；
(4)降低了合金的固相线液相线，降低了钎焊温度，降低了能耗，节省能源。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中布料溜槽局部硬质合金块脱落照片；
图2为本发明实施例4提供的铜基钎料的金相图；
图3为比较例1BMn3-12合金的金相图；
图4为本发明实施例4提供的铜基钎料的热分析；
图5为本发明比较例1提供的BMn3-12的热分析；
图6为本发明实施例4提供的硬质合金与钢基体钎焊接头的断口照片；
图7为本发明比较例1提供的硬质合金与钢基体钎焊接头的断口照片。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
铜基钎料，以质量百分数计包括：
Mn 10％～12％、Ni 3％～4％、Si 0.5％～2％、Cr 0.3％～0.9％、B 0.03％～0.5％、Fe 1.5％～3％、Co 0～0.2％、Zn 0～0.5％，余量为Cu和不可避免的杂质。
其中，不可避免的杂质中，P＜0.03％、Pb＜0.03％、Bi＜0.03％；优选的，P≤0.02％、Pb≤0.02％、Bi≤0.02％。
在本发明的具体实施方式中，所述铜基钎料中不含Al和Mg元素。
本发明的铜基钎料，杜绝了低熔点铜铝共晶、铝硅共晶化合物的产生，并通过调控各成分在上述范围内，提高了铜基钎料的高温性能；并且，不含易挥发元素Mg，易于控制合金成分。
如在不同实施方式中，所述铜基钎料中：
Mn的含量可以为10％、10.2％、10.4％、10.5％、10.6％、10.8％、11％、11.2％、11.4％、11.6％、11.8％、12％等等；
Ni的含量可以为3％、3.2％、3.4％、3.5％、3.6％、3.8％、4％等等；
Si的含量可以为0.5％、0.6％、0.8％、1％、1.2％、1.4％、1.5％、1.6％、1.8％、2％等等；
Cr的含量可以为0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％等等；
B的含量可以为0.03％、0.05％、0.08％、0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％等等；
Fe的含量可以为1.5％、1.6％、1.8％、2％、2.2％、2.4％、2.6％、2.8％、3％等等；
Co的含量可以为0％、0.01％、0.05％、0.1％、0.12％、0.14％、0.15％、0.16％、0.18％、0.2％等等；
Zn的含量可以为0％、0.01％、0.05％、0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％等等；
P的含量可以＜0.03％，也可以≤0.02％，≤0.015％，≤0.01％或≤0.005％等等；
Pb的含量可以＜0.03％，也可以≤0.02％，≤0.015％，≤0.01％或≤0.005％等等；
Bi的含量可以＜0.03％，也可以≤0.02％，≤0.015％，≤0.01％或≤0.005％等等。
在本发明的具体实施方式中，所述铜基钎料，以质量百分数计包括：
Mn 10％～11.5％、Ni 3％～3.8％、Si 0.5％～1.5％、Cr 0.3％～0.9％、B0.03％～0.3％、Fe 1.5％～2.5％、Co 0～0.2％、Zn 0.1％～0.4％、P≤0.02％、Pb≤0.02％、Bi≤0.02％，余量为Cu。
在本发明的具体实施方式中，所述铜基钎料，以质量百分数计包括：
Mn 10％～11％、Ni 3％～3.5％、Si 0.5％～1％、Cr 0.3％～0.9％、B 0.03％～0.1％、Fe 1.5％～2％、Co 0～0.2％、Zn 0.1％～0.4％、P≤0.02％、Pb≤0.02％、Bi≤0.02％，余量为Cu。
采用相对较低的Mn含量，配合其余组分，避免过量的Mn生成氧化物夹渣，导致合金及接头性能变差。
在本发明的具体实施方式中，所述铜基钎料中，Co的含量为0.01％～0.2％，优选为0.05％～0.2％，更优选为0.1％～0.2％。
在本发明的一种实施方式中，所述铜基钎料，以质量百分数计包括：
Mn 10％～11％、Ni 3％、Si 0.5％、Cr 0.6％、B 0.03％、Fe 1.5％、Co 0～0.15％、Zn 0.2％、P≤0.01％、Pb≤0.02％、Bi≤0.01％，余量为Cu。
在本发明的具体实施方式中，所述铜基钎料的晶粒度为50～70μm，优选为65～70μm。
如在不同实施方式中，所述铜基钎料的晶粒度可以为50μm、52μm、54μm、55μm、56μm、58μm、60μm、62μm、64μm、65μm、66μm、68μm、70μm等等，不局限于此，还可以为上述范围内的其它数值。
在本发明的具体实施方式中，所述铜基钎料的液相线为1000～1005℃，所述铜基钎料的固相线为946～952℃。
如在不同实施方式中，所述铜基钎料的液相线可以为1000℃、1001℃、1002℃、1003℃、1004℃、1005℃等等；所述铜基钎料的固相线可以为946℃、947℃、948℃、949℃、950℃、951℃、952℃等等，不局限于此，还可以为上述范围内的其它数值。
本发明还提供了上述任意一种所述铜基钎料的制备方法，包括如下步骤：
在保护气氛下，将电解铜熔化，按比例加入中间合金及铁，待中间合金和铁熔化后，按比例加入电解锰，待电解锰熔化后，搅拌均匀，熔体降温至1200℃以下加入Zn，熔化后，进行水平连铸得到棒料；所述中间合金包括铜硅合金、铜镍合金、铜钴合金、铬铁、硼铁。
在实际操作中，所述铜硅合金可以为Cu83Si17，所述铜镍合金可以为Cu60Ni40，所述铜钴合金可以为Cu80Co20，所述铬铁可以为Fe45Cr55，所述硼铁可以为Fe82B18。中间合金根据实际铜基钎料成分设计进行选择添加。上述列举的中间合金中，合金相应元素后面的数字代表的是该元素在中间合金中的质量百分占比，比如Cu83Si17是指其中分别含有Cu和Si83wt％和17wt％。
在实际操作中，所述电解铜可分两次加入，首先熔化90％～95％的电解铜，然后在电解锰熔化后，再加入余量电解铜。分两次加入电解铜可加快降低熔液的温度，节省电能、节省熔炼时间、提高熔炼效率。
本发明还提供了上述任意一种所述铜基钎料在钎焊硬质合金与钢基体中的应用。
在本发明的具体实施方式中，所述硬质合金包括碳化钨类硬质合金。进一步的，所述硬质合金包括YG15、YG8C、YG11C、YG15和YG20中的任一种或多种。
在本发明的具体实施方式中，所述钢基体包括Q235钢、Q345钢、20钢和45钢中的任一种或多种。
本发明还提供了一种硬质合金与钢基体的钎焊方法，包括如下步骤：
采用上述任意一种所述铜基钎料对所述硬质合金和所述钢基体进行钎焊。
在本发明的具体实施方式中，所述硬质合金为硬质合金块。
在本发明的具体实施方式中，所述钢基体包括布料溜槽。
在本发明的具体实施方式中，将所述硬质合金、所述铜基钎料和所述布料溜槽进行装配得到待焊组合件，对所述待焊组合件进行所述钎焊。
在本发明的具体实施方式中，所述装配包括：在所述硬质合金与所述钢基体之间的待焊接面之间设置铜基钎料层，所述铜基钎料层两侧涂有钎剂(即所述铜基钎料层与所述硬质合金与所述钢基体分别相接触的部位涂有钎剂)，所述铜基钎料层的厚度为0.1～0.3mm。铜基钎料层的厚度根据钢基体如布料溜槽的大小和硬质合金块的数量进行确定。
在本发明的具体实施方式中，所述钎焊包括：所述钎焊的温度为1025～1045℃。
在本发明的具体实施方式中，所述钎焊包括感应钎焊和炉中钎焊中的任一种。
在实际操作中，可在惰性气体保护下，采用感应加热的方式，对硬质合金和钢基体进行钎焊。
在本发明的具体实施方式中，所述钎焊采用的钎剂为QJ308。
本发明还提供了采用上述任意一种所述钎焊方法制得的钎焊部件。
在本发明的具体实施方式中，所述钎焊部件为钎焊布料溜槽。
实施例1
本实施例提供了铜基钎料及其制备方法，所述铜基钎料包括按质量百分比计的如下组分：
Mn 10％、Ni 3％、Si 0.5％、Cr 0.6％、B 0.03％、Fe 1.5％、Zn 0.2％、P≤0.01％、Pb≤0.02％、Bi≤0.01％，余量为Cu。
所述铜基钎料的制备方法包括如下步骤：
根据所熔炼的铜基钎料的重量，按比例计算出所需的各种原料的质量(根据经验，多加入2.5％的锌和2.5％的锰补偿挥发量)。
熔炼100公斤：在保护气氛下，将70kg电解铜在1200℃完全熔化，按比例加入7.5kg铜镍(Cu60Ni40)合金、3kg铜硅(Cu83Si17)合金、1.1kg铬铁(Fe45Cr55)合金、0.17kg硼铁(Fe82B18)合金、0.87kg纯铁后升温，在1300～1350℃待中间合金和纯铁完全熔化后搅拌均匀，按比例加入10.25kg电解锰，待电解锰熔化后，搅拌均匀，加入剩余7.16kg电解铜(二次加入电解铜，可以加快熔液的降温速度，节省电能)，熔体降温至1180～1200℃加入0.205kg的Zn，熔化搅拌后，进行水平连铸得到棒料。
实施例2
本实施例提供了铜基钎料及其制备方法，所述铜基钎料包括按质量百分比计的如下组分：
Mn 10％、Ni 3％、Si 0.5％、Cr 0.6％、B 0.03％、Fe 1.5％、Co 0.15％、Zn0.2％、P≤0.01％、Pb≤0.02％、Bi≤0.01％，余量为Cu。
所述铜基钎料的制备方法包括如下实施例1，区别在于各原料的添加量不同(Co的原料为铜钴合金(Cu80Co20))。
实施例3
本实施例参考实施例2的铜基钎料及其制备方法，区别仅在于，铜基钎料组成不同。
本实施例的铜基钎料包括按质量百分比计的如下组分：
Mn 12％、Ni 4％、Si 2％、Cr 0.9％、B 0.5％、Fe 3％、Co 0.15％、Zn 0.2％、P≤0.01％、Pb≤0.02％、Bi≤0.01％，余量为Cu。
实施例4
本实施例参考实施例2的铜基钎料及其制备方法，区别仅在于，铜基钎料组成不同。
本实施例的铜基钎料包括按质量百分比计的如下组分：
Mn 11％、Ni 3％、Si 0.5％、Cr 0.6％、B 0.03％、Fe 1.5％、Co 0.15％、Zn0.2％、P≤0.01％、Pb≤0.02％、Bi≤0.01％，余量为Cu。
实施例5
本实施例参考实施例2的铜基钎料及其制备方法，区别仅在于，铜基钎料组成不同。
本实施例的铜基钎料包括按质量百分比计的如下组分：
Mn 12％、Ni 3％、Si 0.5％、Cr 0.6％、B 0.03％、Fe 1.5％、Co 0.15％、Zn0.2％、P≤0.01％、Pb≤0.02％、Bi≤0.01％，余量为Cu。
实施例6～10
本实施例提供了一种硬质合金和钢基体的钎焊方法，包括如下步骤：
(1)对YG15硬质合金块和Q235钢基体的待焊接面依次进行常规碱洗、酸洗、打磨和蒸馏水冲洗处理，吹干备用；
(2)将铜基钎料设置于步骤(1)处理后的YG15硬质合金块和Q235钢基体的待焊接面之间，进行装配(铜基钎料置于YG15、和Q235之间，并且，与YG15、Q235接触的部位都涂有QJ308)，得到待焊组合件；
(3)将所述待焊组合件置于感应加热设备中，进行感应钎焊，采用红外测温仪检测钎焊温度，当钎焊温度达到1040℃时，保温15s后，在氩气保护下冷却至室温，完成钎焊，得到钎焊部件。
其中，实施例6～10分别对应的是：在上述步骤(2)中分别采用实施例1～5所述的铜基钎料。
比较例1
现有的BMn3-12合金为标准合金，相关标准为GB/T5234-1985，对比例采用市售BMn3-12合金。其化学成分按质量百分比计如下：
Ni+Co 2.0％～3.5％、Fe 0.2％～0.5％、Mn 11.5％～13.5％、Pb 0.02％、Al0.2％、Si 0.1％～0.3％、P 0.01％、S 0.02％、C 0.05％、Mg 0.03％，以及余量Cu。
按照实施例6所述的钎焊方法，将其步骤(2)中的铜基钎料替换为BMn3-12合金，钎焊温度达到1045℃时，保温15s，在其余条件相同的情况下完成对YG15硬质合金块和Q235钢基体的钎焊，得到钎焊部件。
比较例2
比较例2参考实施例2的铜基钎料及其制备方法，区别在于，铜基钎料组成不同。
比较例2的铜基钎料包括按质量百分比计的如下组分：
Mn 12.5％、Ni 3％、Si 0.5％、Cr 0.6％、B 0.03％、Fe 1.5％、Co 0.15％、Zn0.2％、P≤0.01％、Pb≤0.02％、Bi≤0.01％，余量为Cu。
按照实施例6所述的钎焊方法，将其步骤(2)中的铜基钎料替换为比较例2的铜基钎料，在其余条件相同的情况下完成对YG15硬质合金块和Q235钢基体的钎焊，得到钎焊部件。
Mn极易氧化，过多的Mn易生成氧化物夹杂，从而引起钎焊接头下降。
实验例1
为了对比说明本发明的铜基钎料与现有BMn3-12的差别，对本发明的铜基钎料和BMn3-12的金相组织进行测试，图2和图3分别为本发明实施例4的铜基钎料和比较例1BMn3-12的金相图。从图中可知，本发明通过对元素成分及含量的调控，得到的铜基钎料晶粒细小，晶粒度约68.19μm(而比较例1的BMn3-12的晶粒度约353.72μm)，有助于提高其性能。
为了对比说明不同的钎料对硬质合金和钢基体的钎焊强度的差别，对实施例6～10和比较例1～2的得到的钎焊部件的钎焊强度进行测试，测试结果见表1。其中，以《GB/T11363-2008钎焊接头强度试验方法》为标准进行剪切强度测试。
表1不同实施例和比较例的钎焊部件的钎焊接头强度测试结果
| 编号 | 剪切强度/MPa |
| 实施例6 | 298 |
| 实施例7 | 310 |
| 实施例8 | 305 |
| 实施例9 | 308 |
| 实施例10 | 290 |
| 比较例1 | 250 |
| 比较例2 | 240 |
从表2可知，本发明的铜基钎料合金钎焊的Q235钢基体/YG15接头的剪切强度相较于BMn3-12有大幅度提高。并且，当本发明中添加微量Co后，钎焊接头的剪切强度可进一步提升。
图4为本发明实施例4得到的铜基钎料的热分析，图5为本发明比较例1提供的BMn3-12的热分析；从图中可知，BMn3-12液相线1006.2℃，固相线961℃，而本发明实施例4的铜基钎料的液相线1002.4℃，固相线949℃，降低了合金的固相线和液相线。
图6为本发明实施例4提供的硬质合金与钢基体钎焊接头的断口照片，图7为本发明比较例1提供的硬质合金与钢基体钎焊接头的断口照片；从图中可知，图6中有部分较小的拉长韧窝，变形量较大，而图7中几乎为完全脆性断裂，可以判断，图6对应的钎焊接头的韧性优于图7对应的钎焊接头的韧性。接头韧性好，可以缓冲接头所受的冲击，进而提高接头性能。
实验例2
对布料溜槽进行炉中钎焊，由于布料溜槽体积较大，钎焊时间较长，分别利用实施例1～5(采用炉中钎焊，钎焊温度为1040℃、保温时间为4小时)和比较例1(采用炉中钎焊，钎焊温度为1045℃、保温时间为4小时)、比较例2(采用炉中钎焊，钎焊温度为1040℃、保温时间为4小时)的铜基钎料将YG15硬质合金块(40×20×10mm)焊接在布料溜槽内壁，分别得到1#～7#钎焊布料溜槽。然后使1#～7#钎焊布料溜槽(1.5m×4m)在同种工况条件(同种铁矿石)下运行，测试钎焊布料溜槽的在使用寿命(当硬质合金块的脱落总面积大于200cm2时，判定布料溜槽寿命终止，需要更换或者修补)内铁矿石的熔炼量，测试结果见表2。
表2不同钎焊布料溜槽的在使用寿命内的铁矿石熔炼量
| 编号 | 铁矿石熔炼量 |
| 1# | 615万吨 |
| 2# | 640万吨 |
| 3# | 628万吨 |
| 4# | 631万吨 |
| 5# | 595万吨 |
| 6# | 410万吨 |
| 7# | 402万吨 |
从表2中可知，采用本发明的铜基钎料将硬质合金钎焊于布料溜槽内壁，能够显著提高硬质合金与布料溜槽的钎焊强度，进而提高布料溜槽的使用寿命，提高对铁矿石等的熔炼量。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.铜基钎料，其特征在于，以质量百分数计包括：
Mn 10％～12％、Ni 3％～4％、Si 0.5％～2％、Cr 0.3％～0.9％、B 0.03％～0.5％、Fe 1.5％～3％、Co 0～0.2％、Zn 0～0.5％，余量为Cu和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的铜基钎料，其特征在于，以质量百分数计包括：
Mn 10％～11.5％、Ni 3％～3.8％、Si 0.5％～1.5％、Cr 0.3％～0.9％、B 0.03％～0.3％、Fe 1.5％～2.5％、Co 0～0.2％、Zn 0.1％～0.4％，余量为Cu和不可避免的杂质；不可避免的杂质中，P＜0.03％、Pb＜0.03％、Bi＜0.03％；
优选的，P≤0.02％、Pb≤0.02％、Bi≤0.02％。
3.根据权利要求1所述的铜基钎料，其特征在于，以质量百分数计包括：
Mn 10％～11％、Ni 3％～3.5％、Si 0.5％～1％、Cr 0.3％～0.9％、B 0.03％～0.1％、Fe 1.5％～2％、Co 0～0.2％、Zn 0.1％～0.4％、P≤0.02％、Pb≤0.02％、Bi≤0.02％，余量为Cu。
4.根据权利要求1所述的铜基钎料，其特征在于，所述Co的含量为0.01％～0.2％，优选为0.05％～0.2％，更优选为0.1～0.2％。
5.权利要求1-4任一项所述的铜基钎料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在保护气氛下，将电解铜熔化，按比例加入中间合金及铁，待中间合金和铁熔化后，按比例加入电解锰，待电解锰熔化后，搅拌均匀，熔体降温至1200℃以下加入Zn，熔化后，进行水平连铸得到棒料；所述中间合金包括铜硅合金、铜镍合金、铜钴合金、铬铁、硼铁。
6.权利要求1-4任一项所述的铜基钎料在钎焊硬质合金与钢基体中的应用；
优选的，所述硬质合金包括碳化钨类硬质合金；所述钢基体包括Q235钢、Q345钢、20钢和45钢中的任一种或多种；
优选的，所述硬质合金包括YG15、YG8C、YG11C、YG15和YG20中的任一种或多种。
7.一种硬质合金与钢基体的钎焊方法，其特征在于，包括如下步骤：
采用权利要求1-4任一项所述的铜基钎料对所述硬质合金和所述钢基体进行钎焊。
8.根据权利要求7所述的钎焊方法，其特征在于，所述硬质合金为硬质合金块；所述钢基体包括布料溜槽；
优选的，所述硬质合金包括碳化钨类硬质合金；
优选的，所述布料溜槽的材质包括Q235钢、Q345钢、20钢和45钢中的任一种或多种。
9.根据权利要求7所述的钎焊方法，其特征在于，所述钎焊的温度为1025～1045℃；
优选的，所述钎焊包括感应钎焊和炉中钎焊中的任一种。
10.采用权利要求7-9任一项所述的钎焊方法制得的钎焊部件；
优选的，所述钎焊部件为钎焊布料溜槽。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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