一种高强度耐磨环保黄铜钎料及其制作方法与流程

1.本发明涉及黄铜钎料领域，具体是一种高强度耐磨环保黄铜钎料及其制作方法。


背景技术：

2.硬质合金是一种高生产率的工具材料，具有高硬度、高强度、耐磨损以及良好的红硬等优异的性能。一般来说，硬质合金用来制作刀具、模具、采掘工具及耐磨为主要性能的各种零配件，在机械加工、地质勘探、矿山开采等工业领域得到广泛应用。
3.目前国内外硬质合金工具行业等通常采用纯铜、铜锌和银铜钎料，虽然满足了制硬质合金工具的要求，但是由于材料问题硬质合金焊缝钎料时流动性不佳，焊缝防腐蚀性和耐磨性达不到要求，也在一定程度上也限制了产品的竞争力，因此，针对上述问题提出一种高强度耐磨环保黄铜钎料及其制作方法。


技术实现要素：

4.为了弥补现有技术的不足，解决目前国内外硬质合金工具行业等通常采用纯铜、铜锌和银铜钎料，虽然满足了制硬质合金工具的要求，但是由于材料问题硬质合金焊缝钎料时流动性不佳，焊缝防腐蚀性和耐磨性达不到要求，也在一定程度上也限制了产品的竞争力的问题，本发明提出一种高强度耐磨环保黄铜钎料及其制作方法。
5.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种高强度耐磨环保黄铜钎料，所述高强度耐磨环保黄铜钎料包括下列组份：
[0006][0007][0008]
re中间合金10。通过re元素的加入显著细化晶粒，改变晶粒结构，降低熔点，提高钎料的润湿性、流动性的同时，还可以净化钎缝晶界。
[0009]
一种高强度耐磨环保黄铜钎料的制作方法；
[0010]
该制作方法适用于上述的一种高强度耐磨环保黄铜钎料配方；该制作方法包括：
[0011]
s1：首先穿上无尘服和佩戴好无菌手套，从仓库中将分别存储铜、锡、锌、锰、硅、re中间合金的物料罐取出，将物料罐放置在仓库的操作台上，把称量用的秤放置在操作台的中心位置，分别将铜、锡、锌、锰、硅、re中间合金取出；
[0012]
s2：将铜、锡、锌、锰、硅、re中间合金取出后，把真空炉搬出，并将铜、锡、锌、锰、硅和re中间合金放入真空炉内多次搅拌，使其中的合金元素充分均匀；
[0013]
s3：待真空炉搅拌完成后将搅拌成品取出冷却，待搅拌成品冷却至室温后，即完成
高强度耐磨环保黄铜钎料的制备。锰元素的加入有效的提高了耐磨性；添加硅有很好的抑制锌的挥发，并且会形成有效的保护作用；在保证了硬质合金工具行业高强度要求外，也克服了硬质合金工具在特殊环境下的耐磨性，达到相当于含铜60％(s221)焊缝抗拉强度及焊缝性能
[0014]
优选的，所述s1中取出秤后，对每个成分原料进行比例称重并记录；通过对s1中的原理进行二次称重，可使在高强度耐磨环保黄铜钎料制备时，其内部的各个原料比例更加的准确。
[0015]
优选的，所述s2中将原料放置到真空炉的顺序为成分的由多到少依次缓慢搅拌加入；通过将各个原料缓慢加入，可使各个原料在搅拌时可充分的混合。
[0016]
优选的，所述s2中真空炉的投料过程为：在投料时冶炼原材料一次性真空炉内增加，在炉内多次搅拌，保证在真空无氧环境下让合金水充分均匀，浇注后测量和核对成分配方是否为最佳钎料配方；在炉内多次搅拌过程中，对炉内的真空无氧环境进行实时监测，保证搅拌时的稳定性。
[0017]
优选的，所述s3的制备完成后，针对钎料的应用目标，采用所设计的配方钎料，分别实施对硬质合金的工具钎焊试验；通过对钎料的不同应用目标，采用不同的配方钎料，来实现生产出的钎料可更稳定的应对不同的场景。
[0018]
优选的，所述s3制备完成后，对不同钎料的钎焊接头强度进行测定，判断其断裂位置和断裂类型，同时对钎焊接头界面反应进行分析，揭示钎焊接头力学性能与微量合金元素在界面反应中的作用关系；对生产的成品进行抗疲劳测定；通过观察断裂位置和断裂类型，进行反应分析，可在后续的制备生产中，优化配方和生产方法，减少断裂的产生。
[0019]
本发明的有益之处在于：
[0020]
1.本发明通过系统研究mn(锰)、si(硅)、稀土元素等微量合金元素在bcu58znsn钎料合金中的作用机制，建立起各微量元素与钎料性能之间的关系，使含铜量为58％的cu-zn-sn-mn-si-re系高强度耐磨环保黄铜钎料的力学性能达到含铜量为60％的s221的水平，减少资源浪费。
[0021]
2.本发明针对目前黄铜钎料由于流动性差，钎料耐磨性不佳、强度达不到硬质合金的要求等现状，立足于添加多元少量合金，通过系统研究mn(锰)、si(硅)、稀土元素等微量合金元素在bcu58znsn钎料合金中的作用机制，找到最佳配比，达到最大的钎料的性能改善，降低钎焊温度，增加焊料润湿性和流动性、耐磨性等。
[0022]
3.本发明通过对合金元素真空炉熔炼投料，防止产生氧化物,真空炉内分次自动搅拌、熔炼温度、精炼时间按不同的组合进行对比，具体研究不同冶炼工艺在微观组织、晶体结构上的变化，以及形成的钎缝对比，分析微观组织、脆性相的分布以及钎焊接头的力学性能。
附图说明
[0023]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0024]
图1为本发明中的制备方法流程图。
具体实施方式
[0025]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0026]
实施例一
[0027]
一种高强度耐磨环保黄铜钎料，所述高强度耐磨环保黄铜钎料包括下列组份：铜55、锡0.5、锰0.2、硅0.05、锌42.47、re中间合金10。
[0028]
实施例二
[0029]
一种高强度耐磨环保黄铜钎料，所述高强度耐磨环保黄铜钎料包括下列组份：铜55.5、锡0.75、锰0.25、硅0.1、锌43、re中间合金10。
[0030]
实施例三
[0031]
一种高强度耐磨环保黄铜钎料，所述高强度耐磨环保黄铜钎料包括下列组份：铜56、锡1.0、锰0.3、硅0.13、锌44.25、re中间合金10。
[0032]
通过上述三个实施例可得出，实施例二所制备的高强度耐磨环保黄铜钎料质量较好，抗拉性较强。
[0033]
请参阅图1所示，一种高强度耐磨环保黄铜钎料的其制作方法，该制作方法适用于上述一种高强度耐磨环保黄铜钎料配方；该制作方法包括：
[0034]
s1：首先穿上无尘服和佩戴好无菌手套，从仓库中将分别存储铜、锡、锌、锰、硅、re中间合金的物料罐取出，将物料罐放置在仓库的操作台上，把称量用的秤放置在操作台的中心位置，分别将铜、锡、锌、锰、硅、re中间合金取出；
[0035]
s2：将铜、锡、锌、锰、硅、re中间合金取出后，把真空炉搬出，并将铜、锡、锌、锰、硅和re中间合金放入真空炉内多次搅拌，使其中的合金元素充分均匀；
[0036]
s3：待真空炉搅拌完成后将搅拌成品取出冷却，待搅拌成品冷却至室温后，即完成高强度耐磨环保黄铜钎料的制备。锰元素的加入有效的提高了耐磨性；添加硅有很好的抑制锌的挥发，并且会形成有效的保护作用；在保证了硬质合金工具行业高强度要求外，也克服了硬质合金工具在特殊环境下的耐磨性，达到相当于含铜60％(s221)焊缝抗拉强度及焊缝性能。
[0037]
所述s1中取出秤后，对每个成分原料进行比例称重并记录；通过对s1中的原理进行二次称重，可使在高强度耐磨环保黄铜钎料制备时，其内部的各个原料比例更加的准确。
[0038]
所述s2中将原料放置到真空炉的顺序为成分的由多到少依次缓慢搅拌加入；通过将各个原料缓慢加入，可使各个原料在搅拌时可充分的混合。
[0039]
所述s2中真空炉的投料过程为：在投料时冶炼原材料一次性真空炉内增加，在炉内多次搅拌，保证在真空无氧环境下让合金水充分均匀，浇注后测量和核对成分配方是否为最佳钎料配方；在炉内多次搅拌过程中，对炉内的真空无氧环境进行实时监测，保证搅拌时的稳定性。
[0040]
所述s3的制备完成后，针对钎料的应用目标，采用所设计的配方钎料，分别实施对
硬质合金的工具钎焊试验；通过对钎料的不同应用目标，采用不同的配方钎料，来实现生产出的钎料可更稳定的应对不同的场景。
[0041]
所述s3制备完成后，对不同钎料的钎焊接头强度进行测定，判断其断裂位置和断裂类型，同时对钎焊接头界面反应进行分析，揭示钎焊接头力学性能与微量合金元素在界面反应中的作用关系；对生产的成品进行抗疲劳测定；通过观察断裂位置和断裂类型，进行反应分析，可在后续的制备生产中，优化配方和生产方法，减少断裂的产生。
[0042]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0043]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。