YG8硬质合金与45钢真空钎焊的研究

发布时间：2017-03-19 08:01

  本文关键词：YG8硬质合金与45钢真空钎焊的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：地、矿用钻头通常采用硬质合金钻头与钢基体复合焊接制造。本文研究了以Cu作钎料将YG8硬质合金与45钢进行真空钎焊条件下的各种工艺参数，如：钎焊的间隙、钎焊的温度、钎料的加入量等及对钎焊接头组织和性能的影响,以实现高强度的钻头连接。借助扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)分析了真空加热条件下钎焊表面形貌和焊接区成份结构,结合钎焊强度的测定，发现钎料/硬质合金/钢三种材料在该工艺下发生组元间显著的相互扩散,从而实现钎料与钢和硬质合金的高强度结合。 选用紫铜为钎料是因为紫铜对钢和硬质合金两种材料皆有良好的润湿及优异的焊接性能，比黄铜高温性能好，且来源广泛。 分析表明：（1）焊接过渡区域形成了Fe（Cu）及Co（Cu）基固溶体，不仅钎焊接头有良好的冶金结合，而且焊接残余应力有利于释放。钎缝区域两侧，Co向钢侧扩散，Fe往硬质合金侧长程扩散，Co的扩散能力大于Fe扩散能力；Cu向钢基扩散层小于在硬质合金一侧。（2）钎焊真空度对焊接强度有显著影响，，在5.8×10~1Pa真空度下的钎焊的接头剪切强度值达52.450KN/mm~2；真空度过低，材料氧化会导致剪切强度降低；真空度太高，钎料挥发使接合层过薄亦使接头剪切强度降低。（3）钎焊间隙对焊接强度有显著影响，最佳钎焊间隙大约是0.12mm，此时接头剪切强度可高达52.450KN/mm~2。间隙过小将不利于液态钎料的流动使得填缝困难，同时降低钎缝松弛工作应力的能力；间隙过大则毛细作用下降，钎料会在钎焊过程中容易发生流淌，同时元素扩散属长程扩散，钎焊接头性能下降；另外，钻头工作中易因焊接过渡区的过量变形而失效。（4）钎料加入量对焊接强度有显著影响，加入量高并不能提高接头强度，当钎焊间隙较大时虽可充分填充，然而较厚的固态中间层会强烈阻碍元素的长程扩散，促使接头界面冶金结合困难，亦使强度降低。
【关键词】：真空钎焊 钎料 YG8硬质合金 钎焊间隙 钎料加入量
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TG454
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题背景10
• 1.2 钎焊的方法10-11
• 1.3 钎料的选择11-12
• 1.4 钎料放置12-13
• 1.5 工件表面的准备13-15
• 1.5.1 清除油污14
• 1.5.2 去除氧化物14-15
• 1.5.3 母材表面镀覆金属15
• 1.6 钻头失效形式15-16
• 1.7 钻头的破岩机理16
• 1.8 本研究项目的选题意义16-18
• 第二章 硬质合金与钢的连接18-23
• 2.1 硬质合金18-20
• 2.1.1 硬质合金的制备与生产18-19
• 2.1.2 硬质合金的机械性能19
• 2.1.3 硬质合金的钎焊性19-20
• 2.2 钻杆用钢20-21
• 2.2.1. 钻杆用钢的性能20-21
• 2.2.2 钻杆用钢的工艺性能21
• 2.3 硬质合金与钢的焊接21-23
• 2.3.1 硬质合金与钢的焊接工艺特点21
• 2.3.2 硬质合金与钢的钎焊21-23
• 第三章 真空钎焊23-31
• 3.1 真空钎焊的技术23-24
• 3.1.1 在航空航天工业中的应用23
• 3.1.2 在汽车、动力等工业中的应用23
• 3.1.3 在工具行业中的应用23-24
• 3.1.4 在家用产品中的应用24
• 3.2 真空钎焊原理24-31
• 3.2.1 熔态钎料的填缝过程24-28
• 3.2.2 熔态钎料填隙过程28-31
• 第四章 试验方法31-39
• 4.1 实验材料31
• 4.2 钎料选择31-32
• 4.3 实验设备32-35
• 4.3.1 真空钎焊设备32-33
• 4.3.2 剪切强度测试设备33-34
• 4.3.3 电镜扫描34-35
• 4.4 钎料重量计算及称取35-36
• 4.5 焊前准备36
• 4.6 工艺参数及工艺曲线36
• 4.7 加热速度设定36
• 4.8 剪切强度的测试36-39
• 第五章 钎焊真空度及接头组织分析39-49
• 5.1 钎焊真空度试验39-44
• 5.1.1 钎焊真空度对接头强度的影响39
• 5.1.2 钎焊真空度对钎缝组织的影响39-42
• 5.1.3 钎焊真空度对元素扩散的影响42-44
• 5.2 接头区域组织分析44-48
• 5.2.1 接头区域扩散的分析45
• 5.2.2 钎缝区成分分析45-48
• 5.3 本章小结48-49
• 第六章 钎缝间隙和钎料加入量分析49-62
• 6.1 钎缝间隙试验49-53
• 6.1.1 钎缝间隙对接头强度的影响49-51
• 6.1.2 钎缝宽度对接头组织的影响51-53
• 6.2 钎料加入量试验53-60
• 6.2.1 钎料加入量对接头强度的影响53-54
• 6.2.2 钎料加入量对钎缝的影响54-56
• 6.2.3 钎料加入量对接头元素扩散的影响56-60
• 6.2.4 X-射线能谱成分测试分析60
• 6.3 本章小结60-62
• 6.3.1 最佳钎缝间隙的选择60-61
• 6.3.2 最佳钎料加入量的确定61-62
• 第七章 总结与展望62-64
• 7.1 总结62
• 7.2 展望62-64
• 参考文献64-68
• 致谢68

【引证文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 李永;层状复合钎料制备工艺研究[D];机械科学研究总院;2013年

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本文编号：255722