银基钎料中添加剂对PCD刀具钎焊剪切强度的影响
发布时间：2021-06-16 15:48
以银基钎料为基础,Ti、In为添加剂,进行了聚晶金刚石与高速钢的真空钎焊,采用动静态材料试验机对钎焊后PCD刀具试件进行抗剪试验。根据均匀试验设计及其结果,建立了PCD刀具钎焊剪切强度与银基钎料中添加剂的回归方程,获得了PCD刀具与高速钢钎焊时的最佳银基钎料配比。此外,还分析了Ti、In含量对银基钎料钎焊剪切强度的影响规律。研究结果表明:（Ag72Cu）82In10Ti8作为钎料时,PCD刀具的钎焊剪切强度最大。随着银基钎料中Ti或In含量的增加,PCD刀具钎焊剪切强度均先升高后下降。
【文章来源】：热加工工艺. 2020,49(17)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
剪切试样钎焊装配示意图
配制（Ag72Cu)82In10Ti8钎料并进行钎焊。PCD刀具与高速钢的钎焊界面如图2所示，测得剪切强度为153MPa，与回归方程式（3）得到的最优解155MPa接近。2.2 In和Ti对剪切强度的影响
为探究In元素对Ag-Cu-In-Ti活性钎料对PCD刀具钎焊剪切性能的影响，保持Ti的质量分数8%不变，改变In的质量分数，配制Ag-Cu-In-Ti钎料。图3为In对（Ag72Cu)Ti8-In系活性钎料钎焊PCD刀具接头剪切强度的影响规律。当银基钎料未添加In元素时，PCD刀具钎焊接头的剪切强度为110 MPa，随着In含量的增加，钎焊接头剪切强度开始逐渐增大，这是由于低熔点的In对钎料流动性的改善，增大了钎料与母材的接触面积[17]，提高了钎料中的活性元素与PCD复合片聚晶金刚石层的相互作用。当In含量增加到10wt%时，PCD刀具接头的剪切强度为153MPa。之后，随着In含量的增加，剪切强度开始下降，当In含量达到24wt%时，PCD刀具钎焊接头的剪切强度下降到83MPa。因为较高含量的In使银基钎料的整体塑性提高，质地变软[18]，从而不利于钎料的结合性能。图4为Ti对（Ag72Cu)In10-Ti系活性钎料钎焊PCD刀具接头剪切强度的影响规律。保持In的质量分数10%不变，改变Ti的质量分数，配制银基活性钎料。当银基钎料中未添加Ti元素时，PCD复合片聚晶金刚石层与高速钢没有达到有效结合，说明活性元素Ti对银基钎料钎焊剪切性能起到关键的作用。当Ti的含量增加到4wt%时，钎焊后的PCD刀具接头的剪切强度为98MPa。可知Ti含量较低时，结合处Ti与金刚石反应较弱[19]，相互作用的产物较少，反应层不连续，导致界面结合强度不高。随着Ti含量的不断增加，PCD刀具钎焊剪切强度也随之升高。当Ti含量增加到8wt%时，PCD刀具接头剪切强度达到了153MPa。此时，Ti与金刚石的反应比较充分，形成了连续均匀的界面反应层[20]。而当Ti含量继续增加时，PCD刀具接头的剪切强度开始降低。当Ti含量为12wt%时，PCD刀具接头的剪切强度下降到105MPa。这是因为Ti含量过高会造成钎料的脆性增大，从而导致界面结合强度降低[21]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]工艺参数对高铟高锡银基钎料粉末电磁压制成形的影响?[J]. 张婕,胡建华. 粉末冶金技术. 2019(03)
[2]金刚石刀具与刃磨技术研究现状[J]. 王双喜,牛仕超,余晋彬,秦磊. 工具技术. 2010(02)
[3]金刚石钻头的研究与应用现状[J]. 陈婧,黄树涛. 工具技术. 2009(10)
[4]Ag-Cu-Ti钎焊金刚石的界面结构及热应力分析[J]. 卢金斌,徐九华. 稀有金属材料与工程. 2009(04)
[5]陶瓷及陶瓷基复合材料高温钎料的研究现状与进展[J]. 熊华平,毛唯,陈波,李晓红. 焊接. 2008(11)
[6]Ag-Cu-Zn系钎料的研究现状及发展趋势[J]. 卢方焱,薛松柏,张亮,赖忠民. 焊接. 2008(10)
[7]含钛钎料钎焊金刚石的微结构对比分析[J]. 卢金斌. 热加工工艺. 2006(06)
[8]聚晶金刚石复合片钎焊基础研究[J]. 董海,张弘弢,李嫚,王适. 金刚石与磨料磨具工程. 2005(04)
[9]聚晶金刚石车刀钎焊工艺应用研究[J]. 王晓军. 制造技术与机床. 2005(08)
[10]均匀设计表及其使用表的构造[J]. 赵奕殊. 战术导弹技术. 1988(04)
博士论文
[1]聚晶金刚石刀具关键制作工艺及机理研究[D]. 贾乾忠.大连理工大学 2015
[2]金刚石磨料表面镀钛层的制备、结构、性能及应用[D]. 王艳辉.燕山大学 2003
硕士论文
[1]铟和锡对BAg20CuZn钎料组织及性能的影响[D]. 武倩倩.郑州大学 2014
[2]聚晶金刚石复合片高频感应钎焊试验研究[D]. 贾乾忠.大连理工大学 2006
本文编号：3233349
【文章来源】：热加工工艺. 2020,49(17)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
剪切试样钎焊装配示意图
配制（Ag72Cu)82In10Ti8钎料并进行钎焊。PCD刀具与高速钢的钎焊界面如图2所示，测得剪切强度为153MPa，与回归方程式（3）得到的最优解155MPa接近。2.2 In和Ti对剪切强度的影响
为探究In元素对Ag-Cu-In-Ti活性钎料对PCD刀具钎焊剪切性能的影响，保持Ti的质量分数8%不变，改变In的质量分数，配制Ag-Cu-In-Ti钎料。图3为In对（Ag72Cu)Ti8-In系活性钎料钎焊PCD刀具接头剪切强度的影响规律。当银基钎料未添加In元素时，PCD刀具钎焊接头的剪切强度为110 MPa，随着In含量的增加，钎焊接头剪切强度开始逐渐增大，这是由于低熔点的In对钎料流动性的改善，增大了钎料与母材的接触面积[17]，提高了钎料中的活性元素与PCD复合片聚晶金刚石层的相互作用。当In含量增加到10wt%时，PCD刀具接头的剪切强度为153MPa。之后，随着In含量的增加，剪切强度开始下降，当In含量达到24wt%时，PCD刀具钎焊接头的剪切强度下降到83MPa。因为较高含量的In使银基钎料的整体塑性提高，质地变软[18]，从而不利于钎料的结合性能。图4为Ti对（Ag72Cu)In10-Ti系活性钎料钎焊PCD刀具接头剪切强度的影响规律。保持In的质量分数10%不变，改变Ti的质量分数，配制银基活性钎料。当银基钎料中未添加Ti元素时，PCD复合片聚晶金刚石层与高速钢没有达到有效结合，说明活性元素Ti对银基钎料钎焊剪切性能起到关键的作用。当Ti的含量增加到4wt%时，钎焊后的PCD刀具接头的剪切强度为98MPa。可知Ti含量较低时，结合处Ti与金刚石反应较弱[19]，相互作用的产物较少，反应层不连续，导致界面结合强度不高。随着Ti含量的不断增加，PCD刀具钎焊剪切强度也随之升高。当Ti含量增加到8wt%时，PCD刀具接头剪切强度达到了153MPa。此时，Ti与金刚石的反应比较充分，形成了连续均匀的界面反应层[20]。而当Ti含量继续增加时，PCD刀具接头的剪切强度开始降低。当Ti含量为12wt%时，PCD刀具接头的剪切强度下降到105MPa。这是因为Ti含量过高会造成钎料的脆性增大，从而导致界面结合强度降低[21]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]工艺参数对高铟高锡银基钎料粉末电磁压制成形的影响?[J]. 张婕,胡建华. 粉末冶金技术. 2019(03)
[2]金刚石刀具与刃磨技术研究现状[J]. 王双喜,牛仕超,余晋彬,秦磊. 工具技术. 2010(02)
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[7]含钛钎料钎焊金刚石的微结构对比分析[J]. 卢金斌. 热加工工艺. 2006(06)
[8]聚晶金刚石复合片钎焊基础研究[J]. 董海,张弘弢,李嫚,王适. 金刚石与磨料磨具工程. 2005(04)
[9]聚晶金刚石车刀钎焊工艺应用研究[J]. 王晓军. 制造技术与机床. 2005(08)
[10]均匀设计表及其使用表的构造[J]. 赵奕殊. 战术导弹技术. 1988(04)
博士论文
[1]聚晶金刚石刀具关键制作工艺及机理研究[D]. 贾乾忠.大连理工大学 2015
[2]金刚石磨料表面镀钛层的制备、结构、性能及应用[D]. 王艳辉.燕山大学 2003
硕士论文
[1]铟和锡对BAg20CuZn钎料组织及性能的影响[D]. 武倩倩.郑州大学 2014
[2]聚晶金刚石复合片高频感应钎焊试验研究[D]. 贾乾忠.大连理工大学 2006
本文编号：3233349
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