硬质合金钎焊质量的影响因素研究

发布时间：2017-09-24 18:37

  本文关键词：硬质合金钎焊质量的影响因素研究

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【摘要】：针对铁路机械化养护用高耐磨性硬质合金包覆捣镐的迫切需求,本文开展了BAg-24与含Cu塑性层的BAg-24两种钎料在硬质合金/钢钎焊性能的研究,重点开展了钎料在硬质合金及钢表面的铺展性实验研究、硬质合金/钢钎焊接头性能测试分析,得到了两种钎料及钎焊工艺对接头性能的影响。借助商用ABAQUS软件数值模拟分析结构和钎料对捣镐残余应力及整镐冲击载荷作用下的应力分布特点,预测并实际验证了捣镐失效部位。通过研究与分析硬质合金和钢的表面状态对BAg-24铺展性能的影响,发现粗糙表面有利于钎料的铺展,抛丸处理的粗糙表面的钎料铺展性优于光滑表面,并且FB3-B钎剂作用下,BAg-24钎料能够很好地全部铺展硬质合金表面。分别采用BAg-24银钎料与含Cu塑性层BAg-24三明治复合钎料钎焊硬质合金/钢,发现经热处理后BAg-24接头组织产生明显变化,Cu(s.s)颗粒状均匀分布于钎缝中心,Zn在Cu中的固溶显著增加,而采用三明治复合钎料钎焊,807℃较高温度接头各层冶金结合明显优于757℃较低接头。借助自制剪切装置进行接头剪切试验,发现剪切过程中热处理BAg-24接头弹性变形阶段远长于其他接头,而807℃较高温度钎焊的三明治钎料接头抗剪性能优于757℃低温接头。采用剪切变形能表征钎料的抗剪能力能够较好体现硬质合金与钢钎焊接头综合性能。采用有限元数值模拟软件ABAQUS对目前广泛使用的三种捣镐镐掌结构进行有限元数值模拟,分析镐掌结构和钎料对钎后残余应力的影响,发现上述结构的硬质合金表面都存在较大的拉应力、钎焊面出现应力集中现象,由此导致捣镐使用断裂。但三明治复合钎料能够明显降低硬质合金钎焊界面应力,因此硬质合金表面拉应力也随之缓解,表面拉应力转变为压应力,因而减小钎焊对硬质合金耐磨性能的影响。借助ABAQUS/Explicit dynamic动力学模块数值模拟实际作业承受冲击载荷受力状况的三种整镐,预测出捣镐作业时存在的危险断裂面,与实际上车试验得到捣镐的失效结果相似。
【关键词】：BAg-24 三明治复合钎料 残余应力 捣镐
【学位授予单位】：上海应用技术学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U216.6;TG454
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-23
• 1.1 硬质合金钎焊的研究现状10-19
• 1.1.1 硬质合金分类及特点10-11
• 1.1.2 硬质合金钎焊性11-13
• 1.1.3 硬质合金钎焊方法13
• 1.1.4 钎焊硬质合金的钎料13-16
• 1.1.5 硬质合金钎焊接头评估16-19
• 1.1.5.1 钎料铺展性评估16-17
• 1.1.5.2 钎焊接头强度评估17-19
• 1.2 硬质合金钎焊在捣镐中应用19-22
• 1.2.1 捣镐的发展概况19-20
• 1.2.2 硬质合金捣镐的研究现状20-22
• 1.3 课题背景及意义22-23
• 第二章 硬质合金钎焊接头性能测试23-37
• 2.0 引言23
• 2.1 钎料铺展性实验23-26
• 2.1.1 试验材料23-24
• 2.1.2 试验方法24
• 2.1.3 实验结果及分析24-26
• 2.1.4 小结26
• 2.2 钎焊接头性能测试实验26-37
• 2.2.1 试验材料26
• 2.2.2 试验方法26-28
• 2.2.2.3 接头分析28
• 2.2.3 实验结果28-33
• 2.2.3.1 剪切实验结果28-30
• 2.2.3.2 显微组织分析30-32
• 2.2.3.3 断口界面分析32-33
• 2.2.4 实验结果分析33-36
• 2.2.5 小结36-37
• 第三章 捣镐镐掌钎焊残余应力的数值模拟37-45
• 3.1 引言37
• 3.2 镐掌物理模型的建立37-40
• 3.2.1 问题描述及基本假设37
• 3.2.2 模型网格划分及性能参数37-40
• 3.2.3 模型建立的边界条件40
• 3.3 硬质合金钎焊镐掌残余应力模拟结果及分析40-44
• 3.3.1 镐掌结构对钎后残余应力的影响41-42
• 3.3.2 钎料对钎后残余应力的影响42-44
• 3.4 本章小结44-45
• 第四章 捣镐捣固作业受力的数值模拟45-51
• 4.1 引言45
• 4.2 捣镐物理模型的建立45-47
• 4.2.1 问题描述及基本假设45-46
• 4.2.2 模型网格划分及性能参数46-47
• 4.2.3 边界条件与载荷施加47
• 4.3 模拟结果及分析47-48
• 4.4 捣固作业验证及失效分析48-50
• 4.5 小结50-51
• 结论51-52
• 参考文献52-57
• 致谢57-58
• 论文成果58

【共引文献】

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本文编号：912849