CN1197683C - 无镉银基钎料 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于钎焊硬质合金的无镉银基钎料。钎料的成分为(wt%)：Cu21～23，Zn17～21，Sn4.5～5.5，Mn1～7，Ni0.5～2，余Ag；采用高频感应加热设备并用氩气保护进行熔炼，再经热挤压和冷拔制成φ2mm的丝材。以此成分配制加工出的钎料，经460℃/1.5h热处理后钎料的室温抗拉强度为499～564MPa，火焰加热或感应加热钎焊金刚石复合片硬质合金接头的室温抗剪强度为223～258MPa。由于钎料成分中去除了有毒物质镉(Cd)，有效地保护了操作者的身体安全，钎料的性能指标大大提高，研制的钎料现在已提供油田使用，这种钎料还可用于其它硬质合金构件及铜合金、钢等的钎焊。
Description
技术领域：本发明涉及一种用于钎焊硬质合金的无镉银基钎料。
背景技术：目前，用于硬质合金钎焊的银基钎料有多种，据张启运、庄鸿寿主编、机械工业出版社出版的(1999年1月)《钎焊手册》中公开的几种较常见的银基钎料如：Ag80Mn、BAg85Mn、Ag40CuZnNi、Ag45CuZnNi、BAg49CuZnMnNi、BAg50CuZnCdNi和BAg40CuZnCdNi。但是，由于焊接金刚石复合片钻探钻头时，要求钎料的熔点不得大于700℃，而又不能含有毒元素镉(Cd)，室温抗拉强度又要大于216MPa，因此，这些钎料对于金刚石复合片钻探钻头的钎焊就不能进行；其中Ag80Mn、BAg85Mn、Ag40CuZnNi、Ag45CuZnNi和BAg49CuZnMnNi钎料熔点温度高于700℃，而BAg50CuZnCdNi和BAg40CuZnCdNi两种钎料虽然熔点温度低于700℃，但是，它们都含有有毒元素镉(Cd)，对人体有极大的伤害，不适宜大量使用。
发明内容：为了降低钎料的熔点，提高钎料的室温抗拉强度，并使钎料无毒无害，钎料的成分是(wt％)：Cu 21～23，Zn 17～21，Sn 4.5～5.5，Mn 1～7，Ni 0.5～2，余Ag。钎料制备技术与一般银基钎料相同，即首先采用高频感应加热设备并用氩气保护进行熔炼，浇铸成φ12～15mm的铸棒；其次，采用热挤压法，一次性地将φ12～15mm的铸棒加工成φ2mm的丝材；第三，为保证钎料丝材的表面光洁度，进行一次套模冷拔，冷拔状态下钎料丝材的室温抗拉强度为499～564MPa；最后，为提高钎料丝材的塑性，方便使用，可进行460℃/1.5h热处理，热处理后，钎料丝材的室温抗拉强度略有降低，为483～492MPa，但塑性大为提高，从2％提高至17～25％。火焰加热或感应加热钎焊金刚石复合片硬质合金接头的室温抗剪强度为223～258MPa。本发明钎料具有优异的综合性能，首先钎料成分中去除了有毒物质镉(Cd)，有效地保护了操作者的身体安全；其次，钎料具有高的室温抗拉强度；第三，钎料的熔点低于700℃，因此钎焊温度低于750℃，解决了采用其它无镉银基钎料钎焊温度过高损害金刚石复合片质量的问题。研制的钎料现在已提供油田使用，这种钎料还可用于其它硬质合金构件及铜合金、钢等的钎焊。
具体实施方式：
钎料成分：
| 实施例 | 成分(wt％) | 熔化温度(℃) | 钎焊复合片接头剪切强度(Mpa) | ||||||
| Cu | Zn | Sn | Mn | Ni | Ag | 固相线 | 液相线 | ||
| 1 | 21 | 20 | 5.5 | 4 | 1 | 余 | 599 | 690 | 223 |
| 2 | 22 | 18 | 4.5 | 6 | 0.5 | 余 | 625 | 695 | 226 |
| 3 | 23 | 21 | 5.5 | 1 | 2 | 余 | 615 | 695 | 238 |
| 4 | 22 | 19 | 5 | 2 | 1 | 余 | 615 | 685 | 238 |
| 5 | 22 | 17 | 5 | 3 | 1 | 余 | 625 | 677 | 258 |
| 6 | 22 | 17 | 5 | 5 | 1 | 余 | 625 | 689 | 238 |
| 7 | 22 | 17 | 5 | 7 | 1 | 余 | 645 | 685 | 224 |
| 8 | 21.5 | 17 | 4.8 | 7 | 1.5 | 余 | 648 | 683 | 232 |
| 9 | 22.5 | 19.5 | 4.6 | 1.5 | 2 | 余 | 617 | 692 | 239 |
| 10 | 21 | 20.5 | 5.1 | 2.5 | 0.8 | 余 | 622 | 680 | 255 |
| 11 | 21.8 | 18 | 5.3 | 3 | 1.2 | 余 | 623 | 682 | 246 |
| 12 | 22.2 | 17.1 | 5.2 | 3.5 | 1.1 | 余 | 625 | 678 | 254 |
| 13 | 23 | 17.3 | 4.9 | 4.3 | 0.9 | 余 | 620 | 683 | 238 |
| 14 | 22.7 | 20 | 5 | 4 | 0.7 | 余 | 619 | 679 | 243 |
| 15 | 21.9 | 17.2 | 5.4 | 5.6 | 1.4 | 余 | 638 | 682 | 246 |
| 16 | 21 | 17.7 | 4.7 | 6.5 | 0.6 | 余 | 629 | 690 | 247 |
| 17 | 22.3 | 19 | 4.5 | 2 | 1.8 | 余 | 619 | 690 | 232 |
| 18 | 21.7 | 19.3 | 5.5 | 2.8 | 1.3 | 余 | 623 | 681 | 255 |
| 19 | 23 | 18.6 | 4.5 | 3.2 | 1 | 余 | 620 | 680 | 239 |
| 20 | 22.1 | 17 | 5.1 | 2.9 | 0.9 | 余 | 624 | 678 | 255 |
制备方法如下：
1)采用高频感应加热设备并用氩气保护进行熔炼，浇铸成φ12～15mm的铸棒。
2)采用热挤压法，一次性地将φ12～15mm的铸棒加工成φ2mm的丝材。
3)套模冷拔，提高钎料丝材的表面光洁度。
4)为提高钎料丝材的塑性，方便使用，可进行460℃/1.5h热处理。
Claims (5)
1.一种用于硬质合金钎焊的无镉银基钎料，其特征是，钎料的成分为(wt％)：Cu21～23，Zn17～21，Sn4.5～5.5，Mn1～7，Ni0.5～2，余Ag。
2.根据权利要求1所述的无镉银基钎料，其特征是，钎料的成分为(wt％)：Cu22，Zn17，Sn5，Mn3，Ni1，余Ag。
3.根据权利要求1所述的无镉银基钎料，其特征是，钎料的成分为(wt％)：Cu22，Zn17，Sn5，Mn5，Ni1，余Ag。
4.根据权利要求1所述的无镉银基钎料，其特征是，钎料的成分为(wt％)：Cu22，Zn17，Sn5，Mn7，Ni1，余Ag。
5.根据权利要求1所述的无镉银基钎料，其特征是，钎料的成分为(wt％)：Cu22，Zn19，Sn5，Mn2，Ni1，余Ag。
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