一种提高钎焊强度的方法

文档序号:3035954阅读:428来源:国知局
专利名称:一种提高钎焊强度的方法
技术领域
本发明是一种对氧乙炔手工焊件进行处理的方法。这种焊后处理的方法可有效的提高硬质合金与钢的钎焊强度,也是一种强化金属蠕变效应的新技术。
本发明主要针对某些服役条件恶劣,外形复杂的钎焊件,用现有的氧乙炔手工焊及焊后处理技术(低温加热,松弛焊件中的应力)其大多数的焊层强度不能满足服役的要求,又由于焊件外形涉及到多向钎焊,用真空扩散法实现有较大困难,另外,本发明还针对某些需要焊后淬火提高母材强度的焊件,目前一般的焊层经淬火后钎焊强度都会急剧下降。上述的问题是钎焊技术中存在的难题。
为解决这些问题,本发明提供了一种强化焊层部位蠕变效应的方法,对焊件处理除温度外还加了一定的静压,基于铜合金在低温下产生稳态蠕变的原理,本发明试图用加压来强化焊层部位的蠕变过程,缓解或消除焊件中的拉应力并使钎焊面结合更紧密,采用了焊后低温热等静压处理的方法。目前热等静压工艺在国内外普遍用于高温高压下对烧结硬质合金的强化处理。
热等静压处理是在特制的具有等压力强度的热等静压机内完成,(本发明是在15Q16"×33"×GF150热等静压机内试验的),简称RDJY处理。
热等静压处理工艺温度250-350℃,压力35-45MPa。最佳温度250-300℃,最佳压力35-40MPa。
保温一小时随炉降温。
经反复试验证明,对焊件进行以上的焊后处理可得到理想的效果,使钎焊层的强度得到较大的提高。
对于不同的焊件,母材及焊料的不同组合,经热等静压处理其试验的理想的结果是(1)银-铜焊料,母材为低碳合金钢氧乙炔手工焊(熔化焊料将母材与硬质合金钎焊在一起),焊后经热等静压处理。
其试验结果是与同类不热等静压处理的焊件相比可提高钎焊层剪切强度28%左右(见表1,编号为1,2的试件对比)。
(2)银-铜焊料,母材为低碳合金钢渗碳(或高碳合金钢)氧乙炔手工焊(熔化焊料将母材与硬质合金钎焊在一起),焊后经热等静压处理。
其试验结果是与同类不热等静压处理的焊件相比可提高钎焊层剪切强度50%左右(见表1,编号为3,4的试件对比)。
(3)铜-62焊料,母材为低碳合金钢渗碳(或高碳合金钢)氧乙炔手工焊(熔化焊料将母材与硬质合金钎焊在一起),焊后经热等静压处理。
其试验结果是与同类不热等静压处理的焊件相比可提高钎焊层剪切强度20%左右(见表1,编号为5,6的试件对比)。
(4)铜-62焊料,母材为低碳合金钢渗碳(或高碳合金钢)氧乙炔手工焊(熔化焊料将母材与硬质合金钎焊在一起),焊后进行焊件淬火,经热等静压处理。
其试验结果是与同类不热等静压处理的焊件相比可提高钎焊层剪切强度47%左右(见表1,编号为7,8的试件对比),从而提高了铜-62焊层的可淬性,使铜-62焊层淬火后的剪切强度达到了25公斤/平方毫米,与淬火前的强度接近,解决了铜-62焊层淬火后强度急剧下降的问题。
(5)从本发明试件断面的金相显微图上可看出,未经RDJY处理的试件(见

图1及图2),母材与焊层的界面模糊不清,绝大多数的试件在母材与焊层之间有一条熔合区(厚度在0.0025-0.01毫米),而经RDJY处理的试件熔合区消失,试件基体与焊层的界面平整、光滑、致密(见图3及图4),这种变化显示了焊层部位产生的蠕变效应,证明了发明构思的正确,热等静压是强化金属蠕变效应的方法,可试用于金属的强化处理。
本发明进行的试验(1)焊件材料及处理情况母材—美2025钢(接近国产20Ni4M0钢),硬质合金—YG8至YG16。
铜62焊丝—标准HS224,熔点905℃,银铜焊丝—(AG CU15 ZN16 GA24),熔点680℃焊剂—均为优质硼砂。
母材渗炭处理(渗层深2.0-2.8毫米,表层含碳量为0.95-1.05%)。
(2)氧乙炔手工焊钎焊时采用中性焰,仅少数情况下采用微氧化焰,钎焊温度见焊料熔点,钎焊完后在100℃电阻箱内保温半小时然后停炉降温。
(3)焊后进行淬火(仅对表1中编号为7及8的试件)。
(4)焊件热等静压处理处理温度为250℃-350℃,压力为35-45MPa,保温一小时随炉降温。
焊件试样的剪切强度测定试样直径13毫米,长度32-40毫米(钢基体长度为20-22),焊件经外形修磨装在专用的剪切夹具上,在WC-60材料试验机上进行强度测定,已知焊层的剪断力(P)及试件的断面积(F)就可求出焊层的剪切强度(P1=P/F)。
热等静压前后的试件剪切强度测定值对比列入表1。
表1
说明1)可靠指标是指60%的试件达到的剪切强度的指标。
2)剪切强度及可靠指标的单位均为公斤/平方毫米。
权利要求
1.一种提高硬质合金与钢钎焊强度的方法,其主要特征是工件焊后经热等静压处理,热等静压处理温度为250-350℃,压力为35-45MPa,在此温度下保持一小时随炉降温,经试验证明对氧乙炔手工焊进行以上的焊后处理,用以下不同母材及焊料的组合可取得理想的结果。(1)银-铜焊料,母材为低炭合金钢,氧乙炔手工焊,焊件经热等静压处理,(2)银-铜焊科,母材为低炭合金钢渗碳(或高碳合金钢),氧乙炔手工焊,焊件经热等静压处理。(3)铜-62焊料,母材为低炭合金钢渗碳(或高碳合金钢),氧乙炔手工焊,焊件经热等静压处理。(4)铜-62焊料,母材为低炭合金钢渗碳(或高碳合金钢),氧乙炔手工焊,焊后对焊件进行淬火,然后经热等静压处理。
2.根据权利要求1所述方法,热等静压处理最佳温度为250-300℃,压力为35-40MPa。
全文摘要
本发明提供了一种可提高硬质合金与钢钎焊强度的方法,也是一种强化金属蠕变效应的新技术,其主要工艺特征为氧乙炔手工焊件,焊后经热等静压处理,处理温度为250-350℃,压力为35-45MPa,试验证明这种处理对于某些铜焊层的效果明显,最好的可提高焊层剪切强度50%,并可提高某些铜焊层淬火后的剪切强度47%,为钎焊件淬火开创了新的途径,该方法可广泛于硬质合金刀具及某些服役条件恶劣的钎焊件,如石油钻头切削单元的钎焊。
文档编号B23K1/00GK1116572SQ9410946
公开日1996年2月14日 申请日期1994年8月9日 优先权日1994年8月9日
发明者江撷蔬 申请人:江汉石油管理局钻头厂
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1