多片硬质合金与长条不锈钢刀体间的高温钎焊方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种多片硬质合金与长条不锈钢刀体间的高温钎焊方法。
【背景技术】
[0002]硬质合金具有很高的硬度、强度、耐磨性和耐腐蚀性，常用于制造切削工具、刀具、钴具和耐磨零部件，但硬质合金脆性大，不能进行切削加工，难以制成形状复杂的整体刀具，因而常制成不同形状的刀片，采用焊接、粘接、机械夹持等方法安装在刀体或模具体上使用。刀体通常为中碳钢、高强钢和不锈钢等。不锈钢刀架适合在要求耐腐蚀的环境下使用，如矿山、野外使用的工具。钎焊使用熔点较低的钎料，加热后钎料熔化但工件不熔化，利用液态钎料润湿工件，填充接口间隙并与工件实现原子间的相互扩散，从而实现焊接，特别适合硬质合金与刀架间的焊接。当钎焊工件焊接面较长的焊缝(12.7mm以上)，刀架较长厚度不大时，由于硬质合金的线膨胀系数为6X l(T6mm/ °C,奥氏体钢材的线膨胀系数为16 X lo-W 0C ,两者存在很大的差异，使焊接后冷却时产生很大的应力，若采用的钎焊方法不当，过程控制不规范，使焊接后冷却时产生的应力大小不能得到有效降低，引起工件产生变形甚至开裂。采用线胀系数(8X10_6mm/ °C )介于硬质合金与刀架之间的中间过渡层可以缓解焊接应力，减小变形，获得合格的工件。
【发明内容】
[0003]本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种多片硬质合金与长条不锈钢刀体间的高温钎焊方法，用于解决多片焊接时的装配、焊接强度、焊接弯曲变形与矫正等问题。
[0004]本发明的目的是通过以下具体步骤实现:
本发明的多片硬质合金与长条不锈钢刀体间的高温钎焊方法的具体步骤如下:
a.制备、获取成品原料:硬质合金牌号为YG8;刀架材料为不锈钢；片状钎料成分重量百分比为:Ag 45%、Cu 30%、余量为Zn ;过渡层金属为厚度0.05mm的1J50合金箔；刀架外观光洁，片状钎料及过渡层金属表面平整，保证焊接表面装配均匀；
b.将刀架、硬质合金、片状钎料及过渡层金属表面氧化皮清除干净，片状钎料和过渡层金属按连接面大小剪成相应的尺寸；
c.用酒精或丙酮清洁片状钎料及待焊面、晾干；将钎剂QJ-308均匀的涂在刀架和硬质合金待焊面；
d.将片状钎料、过渡层金属依次平铺在涂好焊剂的刀架上，安放好硬质合金片，保证过渡层金属位于钎料中间，钎料和刀架、硬质合金接触，用夹具进行固定，夹具的受力要均匀，保证连接端面平整对齐，擦除多余的钎剂；
e.将固定好的焊件放入密闭的保护气箱式炉中，通入氩气，排出炉中的空气，关闭排气阀门；炉内压力< 0.02MPa，设定加热速度为8°C /min,钎焊温度为880°C，保温20分钟，随炉冷却到室温，去掉夹具得到焊件； f.将焊件表面清除干净，放入箱式电阻炉，加热到450°C保温5分钟，直接取出热压消除焊接变形，得到形状规整、连接强度好的产品。
[0005]本发明所述的片状钎料采用三层结构，在每两相邻的片状钎料层中间加一层过渡层金属。
[0006]本发明的有益效果如下:
(I)采用加过渡层的钎料，过渡层可以缓解吸收由于硬质合金与不锈钢线胀系数不同造成的应力和变形。
[0007](2)采用密闭的箱式电阻炉，通保护气加热钎焊，接头钎焊质量好、强度高，一次可钎焊多个工件，效率高、质量稳定。
[0008](3)通过加热矫正，不会损坏硬质合金片，消除残余变形，保证刀具形状符合技术要求。
【附图说明】
[0009]图1三片硬质合金与不锈钢钎焊的结构图。
[0010]图2是图1的侧视图。
[0011]图3八片硬质合金与304不锈钢的钎焊的结构图。
[0012]图4是图3的侧视图。
[0013]图中序号:1是焊缝，2是硬质合金，3是刀架。
【具体实施方式】
[0014]本发明以下将结合实施例(附图)作进一步描述:
本发明的多片硬质合金与长条不锈钢刀体间的高温钎焊方法的具体步骤如下:
a.制备、获取成品原料:硬质合金牌号为YG8;刀架材料为不锈钢；片状钎料成分重量百分比为:Ag 45%、Cu 30%、余量为Zn ;过渡层金属为厚度0.05mm的1J50合金箔；刀架外观光洁，片状钎料及过渡层金属表面平整，保证焊接表面装配均匀；
b.将刀架、硬质合金、片状钎料及过渡层金属表面氧化皮清除干净，片状钎料和过渡层金属按连接面大小剪成相应的尺寸；
c.用酒精或丙酮清洁片状钎料及待焊面、晾干；将钎剂QJ-308均匀的涂在刀架和硬质合金待焊面；
d.将片状钎料、过渡层金属依次平铺在涂好焊剂的刀架上，安放好硬质合金片，保证过渡层金属位于钎料中间，钎料和刀架、硬质合金接触，用夹具进行固定，夹具的受力要均匀，保证连接端面平整对齐，擦除多余的钎剂；
e.将固定好的焊件放入密闭的保护气箱式炉中，通入氩气，排出炉中的空气，关闭排气阀门；炉内压力< 0.02MPa，设定加热速度为8°C /min,钎焊温度为880°C，保温20分钟，随炉冷却到室温，去掉夹具得到焊件；
f.将焊件表面清除干净，放入箱式电阻炉，加热到450°C保温5分钟，直接取出热压消除焊接变形，得到形状规整、连接强度好的产品。
[0015]本发明所述的片状钎料采用三层结构，在每两相邻的片状钎料层中间加一层过渡层金属。
[0016]实施例1:
三片硬质合金与不锈钢刀架的钎焊:采用图1所示夹具固定，用SX2-12-11G箱式保护气氛炉整体加热钎焊，具体步骤如下:
a.刀架选用型号为lCrl8Ni9Ti奥氏体不锈钢，形状为6X 30 X 135长方形，硬质合金选用YG8的硬质合金进行试验，每片硬质合金尺寸为3X12X45 ;
b.片状钎料成分重量百分比为:Ag45%、Cu 30%、余量为Zn ;过渡层金属选用厚度
0.05mm的1J50合金箔，钎剂的型号为QJ-308，查看原材料的外观质量；
c.使用砂纸将ICrlSN1Ti不锈钢、硬质合金表面氧化膜磨掉，以提高焊接的质量；
d.将打磨后的各材料表面、钎料和过渡层用酒精清洗、晾干。把钎剂均匀的涂在刀架和硬质合金待焊面上；
e.将片状钎料和过渡层放在打磨清洁的刀架槽中，安放好硬质合金片，用夹具进行固定，夹具的受力要均匀，松紧适当；
f.将固定好的焊件放入SX2-12-11G箱式保护气氛炉中，紧闭炉门，炉内压力
<0.02MPa，设定加热速度为8°C /min, 一直加热到焊接温度960°C，保温20min，随炉冷却到室温，得到焊件；
g.把焊件从夹具上取下，用钢丝刷清理焊件表面，重新放入炉中，加热速度为10°C/min, 一直加热到450°C，保温5min，打开炉门，取出工件在小型液压机上热压矫正钎焊引起的弯曲变形；
h.这样制备的焊件，焊接变形小，有利于热压矫正，整体喷砂处理后光洁美观，刀具挺直，使用寿命超过设计要求。
[0017]实施例2:
八片硬质合金与不锈钢刀架的钎焊:硬质合金选用YG8的硬质合金，其中4片大的硬质合金尺寸为3X 22X45，4片小的硬质合金尺寸为3X 10X45，焊接件如图2所示，用SX2-12-11G箱式保护气氛炉整体加热钎焊，具体步骤如下:
a.刀架选用型号为304奥氏体不锈钢，硬质合金选用YG8的硬质合金进行试验；
b.片状钎料成分重量百分比为:Ag45%、Cu 30%、余量为Zn ;过渡层金属选用厚度
0.05mm的1J50合金箔，钎剂的型号为QJ-308，查看原材料的外观质量；
c.使用砂纸将304不锈钢、硬质合金表面氧化膜磨掉，以提高焊接的质量。
[0018]d.将打磨后的各材料表面、钎料和过渡层用酒精清洗、晾干。把钎剂均匀的涂在刀架和硬质合金待焊面上。
[0019]e.将片状钎料和过渡层放在打磨清洁的刀架槽中，安放好硬质合金片，用夹具进行固定，夹具的受力要均匀，松紧适当；
f.将固定好的焊件放入SX2-12-11G箱式保护气氛炉中，紧闭炉门，炉内压力
<0.02MPa，设定加热速度为8°C /min, 一直加热到焊接温度880°C，保温20min，随炉冷却到室温，得到焊件；
g.把焊件从夹具上取下，用钢丝刷清理焊件表面，重新放入炉中，加热速度为10°C/min, 一直加热到450°C，保温5min，打开炉门，取出工件在小型液压机上热压矫正钎焊引起的弯曲变形；
h.这样制备的焊件，焊接变形小，有利于热压矫正，整体喷砂处理后光洁美观，刀具挺直，使用寿命超过设计要求。
【主权项】
1.一种多片硬质合金与长条不锈钢刀体间的高温钎焊方法，其特征在于:该钎焊方法的具体步骤如下: a.制备、获取成品原料:硬质合金牌号为YG8;刀架材料为不锈钢；片状钎料成分重量百分比为:Ag 45%、Cu 30%、余量为Zn ;过渡层金属为厚度0.05mm的1J50合金箔；刀架外观光洁，片状钎料及过渡层金属表面平整，保证焊接表面装配均匀； b.将刀架、硬质合金、片状钎料及过渡层金属表面氧化皮清除干净，片状钎料和过渡层金属按连接面大小剪成相应的尺寸； c.用酒精或丙酮清洁片状钎料及待焊面、晾干；将钎剂QJ-308均匀的涂在刀架和硬质合金待焊面； d.将片状钎料、过渡层金属依次平铺在涂好焊剂的刀架上，安放好硬质合金片，保证过渡层金属位于钎料中间，钎料和刀架、硬质合金接触，用夹具进行固定，夹具的受力要均匀，保证连接端面平整对齐，擦除多余的钎剂； e.将固定好的焊件放入密闭的保护气箱式炉中，通入氩气，排出炉中的空气，关闭排气阀门；炉内压力< 0.02MPa，设定加热速度为8°C /min,钎焊温度为880°C?960°C，保温20分钟，随炉冷却到室温，去掉夹具得到焊件； f.将焊件表面清除干净，放入箱式电阻炉，加热到450°C保温5分钟，直接取出热压消除焊接变形，得到形状规整、连接强度好的产品。
2.根据权利要求1所述的多片硬质合金与长条不锈钢刀体间的高温钎焊方法，其特征在于:所述片状钎料采用三层结构，在每两相邻的片状钎料层中间加一层过渡层金属。
【专利摘要】一种多片硬质合金与长条不锈钢刀体间的高温钎焊方法，将304不锈钢、硬质合金及中间夹过渡层金属的片状钎料准备好，用砂纸去除掉不锈钢刀架、硬质合金和钎料表面的氧化层，用丙酮清洁钎焊表面、钎料和过渡层合金，然后将刀架和硬质合金片待连接面都涂上钎剂，把钎料放在钢刀架和硬质合金之间，用夹具分别把每片硬质合金固定在刀架上，然后放入密闭通入工业氩气的箱式炉中加热、保温，然后随炉冷却到室温，取出工件，卸掉夹具。由于合金片多，长条状刀体焊接后由于热涨系数不同发生了弯曲变形，冷压矫正变形会压坏硬质合金片；因此把焊好的刀具加热到450℃，保温5分钟，直接取出热压消除焊接变形，得到形状规整、连接强度好的产品。
【IPC分类】B23K1-19, B23K1-008, B23K103-18, B23K1-20
【公开号】CN104801805
【申请号】CN201510203922
【发明人】陈思杰, 唐恒娟, 和平安, 周中强
【申请人】河南理工大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月27日