一種用于硬質(zhì)合金的銅基釬料及釬焊工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及硬質(zhì)合金的焊接，特指一種硬質(zhì)合金的銅基釬料及釬焊工藝。本發(fā)明主要通過設(shè)計、制備適用于硬質(zhì)合金的銅基合金釬料，并利用真空或氬氣保護釬焊硬質(zhì)合金。通過向銅基釬料合金中添加Ni，可提高釬料的耐腐蝕性能，通過合理控制釬料合金中Al的含量，可很好的控制釬料的熔點。同時銅基合金釬料對硬質(zhì)合金具有良好的潤濕及界面行為，保證了其對硬質(zhì)合金良好的釬焊性。為使釬料合金成分均勻，一般要求制備銅基合金時要氬氣保護且多次重復(fù)熔煉；為保證獲得良好的釬焊接頭，在釬焊過程，待焊接件需要施加一定的壓力，如果壓力過大或過小均會導(dǎo)致焊接接頭強度降低，同時焊接氣氛需要為真空或氬氣保護。
【專利說明】
一種用于硬質(zhì)合金的銅基釬料及釬焊工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及硬質(zhì)合金的焊接，特指一種用于硬質(zhì)合金的銅基釬料及釬焊工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 硬質(zhì)合金因其具有較高的強度、硬度和彈性模量，耐磨損、耐腐蝕、熱膨脹系數(shù)小 且化學(xué)性質(zhì)較為穩(wěn)定，被廣泛應(yīng)用于切削工具、耐磨零件、采礦與筑路工程機械等領(lǐng)域。但 是，硬質(zhì)合金韌性差、脆性大，難以進行切削加工，而且價格相對較高，這些因素使其無法形 成尺寸較大、形狀復(fù)雜的制品，使用范圍受到極大限制。在實際生產(chǎn)中，許多零部件在使用 時并不需要整體都用硬質(zhì)合金制造，所以將硬質(zhì)合金與韌性好、強度較高、加工性能優(yōu)異且 廉價的鋼連接起來使用，這對于拓寬硬質(zhì)合金的應(yīng)用具有重要作用，目前已成為解決硬質(zhì) 合金尺寸有限、形狀簡單、成本高和韌性差等不足的主要方法。
[0003] 目前，硬質(zhì)合金和鋼的連接工藝主要有擴散焊、熔焊和釬焊等，而擴散焊接工藝對 連接試樣表面的加工和連接設(shè)備的要求高，需要大的連接壓力，而且對焊件的尺寸和形狀 有限制，無法進行連續(xù)批量式的生產(chǎn)。對于熔化焊而言，在由于熔化焊溫度較高，金屬粘結(jié) 相的熔化造成WC顆粒進入焊縫，一旦聚集將大大降低焊縫強度。針對上述焊接工藝的突出 問題，釬焊因具有熱輸入量小、變形小等一系列優(yōu)點，逐漸得到了人們的重視。但是目前硬 質(zhì)合金的釬焊仍然存在一些問題:釬焊接頭的使用溫度低，高溫服役環(huán)境下接頭力學(xué)性能 差，難以保證釬焊接頭的高溫使用可靠性。其次，硬質(zhì)合金釬焊應(yīng)用較多的是銀基中溫釬 料，價格昂貴，成本高。因此研發(fā)低成本、耐高溫、耐腐蝕且力學(xué)性能優(yōu)良的釬料是解決硬質(zhì) 合金廣泛應(yīng)用的主要途徑。
[0004] 為解決上述問題，目前研究的主要是低銀或無銀的銅基合金釬料。關(guān)于低銀的銅 基合金釬料，如中國專利ZL201310476847.2"用于焊接硬質(zhì)合金與鋼的無鎘低銀中溫釬料 及制備方法"是將4〖、5]1、211、附、(：11及微量合金元素〇6、63、13;[金屬粉通過電弧恪煉、單$昆急 冷的方法制備釬料箱材并用于硬質(zhì)合金的焊接；中國專利ZL201010551063.8"一種用于硬 質(zhì)合金刀具釬焊的高溫釬料及其制備方法"將(：11^ 8、11!12、附、511和(>等粉末利用機械合金 化的方法制備合金釬料并釬焊硬質(zhì)合金；中國專利ZL201210423571.7"一種連接硬質(zhì)合金 與鋼的急冷釬料及制備方法和連接方法"將Ag、Cu、Zn、Ni、Mn、Co、Sn等金屬粉末利用電弧恪 煉、銅輯甩帶的方法制備釬料箱帶，應(yīng)用于硬質(zhì)合金和鋼的焊接。上述釬料仍無徹底去除Ag 的存在，釬料成本高、制備工藝復(fù)雜，元素 Zn等在真空焊接過程中容易揮發(fā)，從而降低接頭 強度。
[0005] 關(guān)于無銀的銅基合金釬料，中國專利ZL201310124580.0"釬焊硬質(zhì)合金無銀釬料" 是通過設(shè)計制備含Zn、Mn、Ni、Sn、Al的Cu基釬料并用于硬質(zhì)合金的釬焊。與本申請相比，該 釬料含有易揮發(fā)元素 Zn，在真空焊接中會導(dǎo)致接頭強度下降；文獻"徐穎梅.采用CuMnNi釬 料真空釬焊40Cr鋼與YG8硬質(zhì)合金的工藝研究.科學(xué)技術(shù)，2010，2:191"和"陸揚，王海龍，周 基江.40Cr鋼與YG8硬質(zhì)合金的真空釬焊工藝研究.江蘇科技大學(xué)學(xué)報，2007，21 (4): 76-79" 均采用CuMnNi釬料釬焊硬質(zhì)合金和40Cr鋼，與本申請相比，上述釬料的CuMnNi釬料在高溫 焊接下Mn元素流失比較嚴重，低溫下元素擴散不均勻，焊接工藝難以控制。文獻"翟秋亞，梁 存琨，成軍，徐錦鋒.Cu基微晶釬料高頻釬焊OCr 18Ni9Nb/YG6分析.焊接學(xué)報，2008，29(9): 23-26"采用Cu-xSn微晶釬料釬焊0Crl8Ni9Nb不銹鋼和YG6硬質(zhì)合金。
[0006] 總之，上述低銀或無銀的銅基合金釬料與本申請的銅基釬料不管是在金屬元素組 成上，還是其各元素的質(zhì)量百分比含量上均有很大的差異。
[0007] 此外，對焊接工藝而言，也有相關(guān)報道通過對釬料或硬質(zhì)合金進行預(yù)處理來提高 其焊接性，如文獻"Barrena MI ,Gomez de Salazar JM，Matesanz L. Interfacial microstructure and mechanical strength of WC-Co/90MnCrV8cold work tool steel diffusion bonded joint with Cu/Ni electroplated interlayer.Materials and Design，2010，31:3389-3394"采用電鍍鎳的純Cu金屬對WC-Co和90MnCrV8鋼進行焊接；中國 專利ZL201210505847.6 "一種硬質(zhì)合金與合金鋼的釬焊/擴散焊復(fù)合焊接方法"是通過對硬 質(zhì)合金電鍍鎳層的方法通過純Cu作為釬料采用釬焊/擴散焊復(fù)合焊接工藝對硬質(zhì)合金和 42CrMo合金鋼進行焊接；中國專利ZL201410286051.5"一種硬質(zhì)合金與鋼的快速擴散焊接 方法"是將硬質(zhì)合金/金屬箱片/鋼緊密貼合后得到整體工件，然后先后經(jīng)過脈沖活化處理 和直流燒結(jié)處理，得到硬質(zhì)合金與鋼的焊接接頭;與本申請相比，其工藝復(fù)雜且焊接施加壓 力較大，對設(shè)備要求較高。中國專利ZL200910062659.9 "一種用于焊接硬質(zhì)合金與鋼件的焊 條及其焊接方法"利用藥皮成分為1、0&0)3、0 &?2、1102、5102、(：和?6的焊條，采用熔化焊工藝 焊接硬質(zhì)合金與鋼，與本申請相比，焊接溫度高，工藝復(fù)雜。
[0008] 總之，與本申請相比，上述釬焊工藝雖可通過對硬質(zhì)合金或釬料鍍鎳工藝可以提 高硬質(zhì)合金的釬焊性能，但Ni層與基體之間熱膨脹系數(shù)不匹配，界面結(jié)合力不牢等缺陷，焊 后容易在界面處誘發(fā)裂紋，此外擴散焊所需焊接壓力大，熔焊的焊接溫度高等問題都成為 了限制此類方法應(yīng)用的主要因素。因此如何通過研發(fā)合適的釬料合金以及優(yōu)化釬焊工藝， 成為硬質(zhì)合金廣泛應(yīng)用的技術(shù)瓶頸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明在于提供一種用于硬質(zhì)合金的銅基釬料及釬焊工藝，目的是提高硬質(zhì)合金 的釬焊接頭性能，特別是接頭的強度、耐高溫性、抗腐蝕等特性。
[0010] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的，一種用于硬質(zhì)合金 的銅基釬料及釬焊工藝，其銅基釬料的制備由如下步驟組成：
[0011] (1)將一定質(zhì)量配比、一定純度的市售Cu、Ni、A1粉體進行混合，并置于滾筒球磨機 上球磨制成金屬混合粉末。
[0012] (2)將上述金屬混合粉末取出，烘干、過篩。
[0013] (3)稱取一定量上述過篩好的金屬混合粉末，利用壓力成型機壓制成塊體，然后放 入氧化鋯坩堝中，利用中頻感應(yīng)熔煉爐進行熔煉，制備合金錠。
[0014] (4)利用乳機將合金錠乳制為~100μπι厚度的箱片，再切成一定大小的箱片，并用 細砂紙打磨去除表面氧化物，即得可用于硬質(zhì)合金釬焊的銅基合金釬料箱片。
[0015] 步驟（1)中，Cu、Ni、A1粉體質(zhì)量百分比含量如下：65-85%的Cu，12.5-30%的Ni， 2 · 5-10%的Al; Cu、Ni和Al粉的純度均大于99 · 7wt %。
[0016] 步驟(1)中，所述的球磨，其球磨介質(zhì)為酒精，磨球為瑪瑙球，球料比為8:1，球磨轉(zhuǎn) 速為I OOr/min，球磨時間為12_48h。
[0017]步驟(2)中，烘干指置于真空烘箱中80°C烘干，過篩指過100目篩。
[0018]步驟(3)中，所述的熔煉，其感應(yīng)電流200-250A，每次熔煉時間為100-120s，保護氣 氛為氬氣，并經(jīng)3次快速重熔冷凝直至合金錠成分均勻。
[0019] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的，一種用于硬質(zhì)合金 的銅基釬料及釬焊工藝，其釬焊工藝由如下步驟組成：
[0020] (1)將除油后的硬質(zhì)合金與鋼試樣焊接面磨平、拋光，然后將其置于無水乙醇中超 聲清洗。
[0021] (2)將清洗干凈的硬質(zhì)合金、銅基合金釬料箱片和鋼試樣依次置于石墨模具中，并 在鋼試樣上放置可施加一定壓力的鋼件。
[0022] (3)將裝配好的石墨模具置于真空爐中真空下或氬氣保護下進行釬焊，以一定加 熱速度加熱至一定溫度，待保溫一定時間后，以一定冷卻速度降溫至300°C，然后隨爐冷卻 至室溫時開爐取樣。
[0023]步驟(2)中，所述的施加一定壓力指施加3-10kPa的壓力。
[0024] 步驟(3)中，所述真空的真空度彡1\10^^，升溫速度為5_10°(：/1^11，釬焊溫度為 1160-1230°C，保溫時間為3-10min，冷卻速度為3-5°C/min。
[0025] 本申請主要通過設(shè)計、制備適用于硬質(zhì)合金的銅基合金釬料，并利用真空或氬氣 保護釬焊硬質(zhì)合金。通過向銅基釬料合金中添加 Ni，可提高釬料的耐腐蝕性能，通過合理控 制釬料合金中Al的含量，可很好的控制釬料的熔點。同時銅基合金釬料對硬質(zhì)合金具有良 好的潤濕及界面行為，保證了其對硬質(zhì)合金良好的釬焊性。為使釬料合金成分均勻，一般要 求制備銅基合金時要氬氣保護且多次重復(fù)熔煉;為保證獲得良好的釬焊接頭，在釬焊過程， 待焊接件需要施加一定的壓力，如果壓力過大或過小均會導(dǎo)致焊接接頭強度降低，同時焊 接氣氛需要為真空或氬氣保護。
[0026] 和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：（1)由于銅基合金采用無銀化設(shè)計，成本 低，且與硬質(zhì)合金基體潤濕及界面行為優(yōu)良，同時由于銅基合金中添加了Ni和Al等合金元 素，該釬料具有耐腐蝕、熔點可控等優(yōu)點。（2)與擴散焊、熔化焊等焊接工藝相比，釬焊溫度 低、保溫時間短、附加壓力低、對設(shè)備要求低且焊接效率高，適用于硬質(zhì)合金的焊接。（3)以 該銅基合金為釬料，釬焊焊接接頭剪切強度較高，耐腐蝕，接頭可適用于盾構(gòu)機等復(fù)雜工 況。
【附圖說明】
[0027]圖1為一種用于硬質(zhì)合金的銅基釬料(Cu-19.5Ni-2.5Al)的金相照片及采用該釬 料對硬質(zhì)合金與/45鋼的釬焊接頭剖面；（a)Cu-19.5Ni-2.5A1金相照片(b) 1220°C時硬質(zhì)合 金和45鋼焊接接頭剖面。
[0028]圖2為一種用于硬質(zhì)合金的銅基釬料(Cu-19Ni-5Al)的金相照片及采用該釬料對 硬質(zhì)合金與/45鋼的釬焊接頭剖面；（a)Cu-19Ni-5Al金相照片(b)1210°C時硬質(zhì)合金和45鋼 焊接接頭剖面。
【具體實施方式】
[0029] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步的闡述。
[0030] 本發(fā)明所述的一種用于硬質(zhì)合金的銅基釬料的制備步驟包括：
[0031] (1)將一定質(zhì)量配比、一定純度的市售Cu、Ni、Al粉進行混合，并置于滾筒球磨機上 球磨制成金屬混合粉末。
[0032] (2)將上述金屬混合粉末取出放在坩堝中，并置于真空烘箱中80°C下烘干，隨后過 100目篩。
[0033] (3)稱取一定量上述過篩好的金屬混合粉末，利用壓力成型機壓制成塊體，然后放 入氧化鋯坩堝中，利用中頻感應(yīng)熔煉爐進行熔煉，制備合金錠。
[0034] (4)利用乳機將合金錠乳制為~100μπι厚度的箱片，再切成一定大小的箱片，并用 細砂紙打磨去除表面氧化物，即得可用于硬質(zhì)合金釬焊的銅基合金釬料箱片。
[0035] 本發(fā)明所述的Cu、Ni、Al粉體質(zhì)量百分比含量如下:65-85%的Cu，12.5-30%的Ni， 2.5-10%的Al;所述的Cu、Ni和Al粉的純度均大于99.7%。
[0036] 本發(fā)明所述的球磨，其球磨介質(zhì)為酒精，磨球為瑪瑙球，球料比為8:1，球磨轉(zhuǎn)速為 100r/min，球磨時間為12_48h。
[0037] 本發(fā)明所述的熔煉，其感應(yīng)電流200-250A，每次熔煉時間為100-120S，保護氣氛為 氬氣，并經(jīng)3次快速重熔和冷凝。
[0038] 本發(fā)明所述的一種用于硬質(zhì)合金的釬焊工藝的步驟包括：
[0039] (1)將除油后的硬質(zhì)合金與鋼試樣焊接面磨平、拋光，然后將其置于無水乙醇中超 聲清洗10分鐘。
[0040] (2)將清洗干凈的硬質(zhì)合金、上述銅基合金釬料箱片和鋼依次置于石墨模具中，并 在鋼試樣上放置可施加一定壓力的鋼件。
[0041] (3)將裝配好的石墨模具置于真空爐(真空度SIX I(T2Pa)或氬氣保護下中進行釬 焊，以一定加熱速度加熱至一定溫度，待保溫一定時間后，以一定冷卻速度降溫至300°C，然 后隨爐冷卻至室溫時開爐取樣。
[0042] 本發(fā)明所述的施加一定壓力為3-10kPa，升溫速度為5-10°C/min，釬焊溫度為 1160-1230°C，保溫時間為3-10min，冷卻速度為3-5°C/min。
[0043] 實施案例1
[0044] (1)將市售純度約為99.7 %的Cu、Ni、A1粉以78:19.5:2.5的質(zhì)量百分比進行混合， 然后置于滾筒球磨機上，以瑪瑙球為磨球，酒精為球磨介質(zhì)，球料比為8:1，球磨轉(zhuǎn)速為 100r/min，球磨24h制成金屬混合粉末;將上述金屬混合粉末取出放在i甘堝中，并置于真空 烘箱中80°C下烘干，隨后過100目篩。
[0045] (2)稱取30g上述過篩好的金屬混合粉末，利用壓力成型機壓制成塊體，然后放入 氧化鋯坩堝中，并置于中頻感應(yīng)熔煉爐，調(diào)節(jié)電流為250A，時間為100s，重復(fù)進行3次熔煉 后，制備合金錠;利用乳機將合金錠乳制為~IOOym厚度的箱片，再切成10 X IOmm的箱片，并 用細砂紙打磨去除表面氧化物，即得可用于硬質(zhì)合金釬焊的銅基合金釬料箱片。為分析該 釬料金相組織，取部分釬料，磨平、拋光和腐蝕后，將其置于金相顯微鏡下觀察（圖la)。 [0046] (3)將除油后的硬質(zhì)合金與鋼試樣焊接面磨平、拋光，然后將其置于無水乙醇中超 聲清洗10分鐘;將清洗干凈的硬質(zhì)合金、上述銅基合金釬料箱片和鋼依次置于石墨模具中， 并在鋼試樣上放置施加 IOkPa壓力的鋼件;將裝配好的石墨模具置于真空爐中，在氬氣保護 下進行釬焊，以10°C/min加熱1000°C，再以5°C/min加熱至1220°C，保溫IOmin后，以5°C/min 的冷卻速度至l〇〇〇°C，再以3°C/min的冷卻速度至300°C，然后隨爐冷卻至室溫時開爐取樣。 為分析釬焊接頭界面組織與形貌，將釬焊接頭沿垂直于焊接界面方向線切割切開，磨平拋 光后，在掃描電鏡下觀察(圖Ib)。
[0047] 實施例2
[0048] (1)將市售純度約為99.7%的Cu、Ni、Al粉以76:19:5的質(zhì)量百分比進行混合，然后 置于滾筒球磨機上，以瑪瑙球為磨球，酒精為球磨介質(zhì)，球料比為8:1，球磨轉(zhuǎn)速為IOOr/ min，球磨24h制成金屬混合粉末;將上述金屬混合粉末取出放在i甘堝中，并置于真空烘箱中 80°C下烘干，隨后過100目篩。
[0049] (2)稱取30g上述過篩好的金屬混合粉末，利用壓力成型機壓制成塊體，然后放入 氧化鋯坩堝中，并置于中頻感應(yīng)熔煉爐，調(diào)節(jié)電流為250A，時間為110s，重復(fù)進行3次熔煉 后，制備合金錠;利用乳機將合金錠乳制為~IOOym厚度的箱片，再切成10 X IOmm的箱片，并 用細砂紙打磨去除表面氧化物，即得可用于硬質(zhì)合金釬焊的銅基合金釬料箱片。為分析該 釬料金相組織，取部分釬料，磨平、拋光和腐蝕后，將其置于金相顯微鏡下觀察（圖2a)。 [0050] (3)將除油后的硬質(zhì)合金與鋼試樣焊接面磨平、拋光，然后將待其置于無水乙醇中 超聲清洗10分鐘；將清洗干凈的硬質(zhì)合金、上述銅基合金釬料箱片和鋼依次置于石墨模具 中，并在鋼試樣上放置施加 IOkPa壓力的鋼件；將裝配好的石墨模具置于真空爐中進行釬 焊，真空度彡1父10-如1，以10°(：/1^11加熱1000°(：，再以5°(：/1^11加熱至1210°(：，保溫101^11后， 以5°C/min的冷卻速度至1000°C，再以3°C/min的冷卻速度至300°C，然后隨爐冷卻至室溫時 開爐取樣。為分析釬焊接頭界面組織與形貌，將釬焊接頭沿垂直于焊接界面方向線切割切 開，磨平拋光后，在掃描電鏡下觀察(圖2b)。
[0051 ] 實施例3
[0052] (1)將市售純度約為99.7 %的Cu、Ni、A1粉以74:16:10的質(zhì)量百分比進行混合，然 后置于滾筒球磨機上，以瑪瑙球為磨球，酒精為球磨介質(zhì)，球料比為8:1，球磨轉(zhuǎn)速為IOOr/ min，球磨48h制成金屬混合粉末;將上述金屬混合粉末取出放在i甘堝中，并置于真空烘箱中 80°C下烘干，隨后過100目篩。
[0053] (2)稱取30g上述過篩好的金屬混合粉末，利用壓力成型機壓制成塊體，然后放入 氧化鋯坩堝中，并置于中頻感應(yīng)熔煉爐，調(diào)節(jié)電流為250A，時間為120s，重復(fù)進行3次熔煉 后，制備合金錠;利用乳機將合金錠乳制為~IOOym厚度的箱片，再切成10 X IOmm的箱片，并 用細砂紙打磨去除表面氧化物，即得可用于硬質(zhì)合金釬焊的銅基合金釬料箱片。
[0054] (3)將除油后的硬質(zhì)合金與鋼試樣焊接面磨平、拋光，然后將其置于無水乙醇中超 聲清洗10分鐘;將清洗干凈的硬質(zhì)合金、上述銅基合金釬料箱片和鋼依次置于石墨模具中， 并在鋼試樣上放置施加5kPa壓力的鋼件;將裝配好的石墨模具置于真空爐中進行釬焊，真 空度彡 1父10-如1，以10°(：/1^11加熱1000°(：，再以5°(：/1^11加熱至1160°(：，保溫51^11后，以5°(：/ min的冷卻速度至1000°C，再以3°C/min的冷卻速度至300°C，然后隨爐冷卻至室溫時開爐取 樣。
[0055] 實施例4
[0056] (1)將市售純度約為99.7%的Cu、Ni、Al粉以82.5:12.5:5的質(zhì)量百分比進行混合， 然后置于滾筒球磨機上，以瑪瑙球為磨球，酒精為球磨介質(zhì)，球料比為8:1，球磨轉(zhuǎn)速為 100r/min，球磨12h制成金屬混合粉末;將上述金屬混合粉末取出放在i甘堝中，并置于真空 烘箱中80°C下烘干，隨后過100目篩。
[0057] (2)稱取30g上述過篩好的金屬混合粉末，利用壓力成型機壓制成塊體，然后放入 氧化鋯坩堝中，并置于中頻感應(yīng)熔煉爐，調(diào)節(jié)電流為200A，時間為120s，重復(fù)進行3次熔煉 后，制備合金錠;利用乳機將合金錠乳制為~IOOym厚度的箱片，再切成10 X IOmm的箱片，并 用細砂紙打磨去除表面氧化物，即得可用于硬質(zhì)合金釬焊的銅基合金釬料箱片。
[0058] (3)將除油后的硬質(zhì)合金與鋼試樣焊接面磨平、拋光，然后將其置于無水乙醇中超 聲清洗10分鐘;將清洗干凈的硬質(zhì)合金、上述銅基合金釬料箱片和鋼依次置于石墨模具中， 并在鋼試樣上放置施加3kPa壓力的鋼件;將裝配好的石墨模具置于真空爐中進行釬焊，真 空度彡 1\10-%1，以10°(：/1^11加熱1000°(：，再以5°(：/1^11加熱至1210°(：，保溫101^11后，以5 °C/min的冷卻速度至1000°C，再以3°C/min的冷卻速度至300°C，然后隨爐冷卻至室溫時開 爐取樣。
[0059] 實施例5
[0060] (1)將市售純度約為99.7%的Cu、Ni、Al粉以85:12.5:2.5的質(zhì)量百分比進行混合， 然后置于滾筒球磨機上，以瑪瑙球為磨球，酒精為球磨介質(zhì)，球料比為8:1，球磨轉(zhuǎn)速為 100r/min，球磨24h制成金屬混合粉末;將上述金屬混合粉末取出放在i甘堝中，并置于真空 烘箱中80°C下烘干，隨后過100目篩。
[0061] (2)稱取30g上述過篩好的金屬混合粉末，利用壓力成型機壓制成塊體，然后放入 氧化鋯坩堝中，并置于中頻感應(yīng)熔煉爐，調(diào)節(jié)電流為200A，時間為110s，重復(fù)進行3次熔煉 后，制備合金錠;利用乳機將合金錠乳制為~IOOym厚度的箱片，再切成10 X IOmm的箱片，并 用細砂紙打磨去除表面氧化物，即得可用于硬質(zhì)合金釬焊的銅基合金釬料箱片。
[0062] (3)將除油后的硬質(zhì)合金與鋼試樣焊接面磨平、拋光，然后將其置于無水乙醇中超 聲清洗10分鐘;將清洗干凈的硬質(zhì)合金、上述銅基合金釬料箱片和鋼依次置于石墨模具中， 并在鋼試樣上放置施加 IOkPa壓力的鋼件;將裝配好的石墨模具置于真空爐中進行釬焊，真 空度彡 1父10-如1，以10°(：/1^11加熱1000°(：，再以5°(：/1^11加熱至1230°(：，保溫31^11后，以5°(：/ min的冷卻速度至1000°C，再以3°C/min的冷卻速度至300°C，然后隨爐冷卻至室溫時開爐取 樣。將上述實施例中的硬質(zhì)合金的銅基釬料及釬焊工藝匯總于表1。
[0063] 表1硬質(zhì)合金/鋼釬焊工藝及接頭性能
[0064]
[0065] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例，并非對本發(fā)明作任何限制，凡是根據(jù)本發(fā)明 技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍 內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種用于硬質(zhì)合金的銅基釬料，其特征在于，采用如下方法制備： (1) 將一定質(zhì)量配比、一定純度的市售Cu、Ni、Al粉體進行混合，并置于滾筒球磨機上球 磨制成金屬混合粉末； (2) 將上述金屬混合粉末取出，烘干、過篩； (3) 稱取一定量上述過篩好的金屬混合粉末，利用壓力成型機壓制成塊體，然后放入氧 化鋯坩堝中，利用中頻感應(yīng)熔煉爐進行熔煉，制備合金錠； (4) 利用乳機將合金錠乳制為~100μπι厚度的箱片，再切成一定大小的箱片，并用細砂 紙打磨去除表面氧化物，即得可用于硬質(zhì)合金釬焊的銅基合金釬料箱片。2. 如權(quán)利要求1所述的一種用于硬質(zhì)合金的銅基釬料，其特征在于，步驟（1)中，Cu、Ni、 Al粉體質(zhì)量百分比含量如下:65-85%的Cu，12.5-30 %的Ni，2.5-10%的Al; Cu、Ni和Al粉的 純度均大于99.7wt%。3. 如權(quán)利要求1所述的一種用于硬質(zhì)合金的銅基釬料，其特征在于，步驟(1)中，所述的 球磨，其球磨介質(zhì)為酒精，磨球為瑪瑙球，球料比為8:1，球磨轉(zhuǎn)速為100r/min，球磨時間為 12-48h〇4. 如權(quán)利要求1所述的一種用于硬質(zhì)合金的銅基釬料，其特征在于，步驟(2)中，烘干指 置于真空烘箱中80°C烘干，過篩指過100目篩。5. 如權(quán)利要求1所述的一種用于硬質(zhì)合金的銅基釬料，其特征在于，步驟(3)中，所述的 熔煉，其感應(yīng)電流200-250A，每次熔煉時間為100-120s，保護氣氛為氬氣，并經(jīng)3次快速重熔 冷凝直至合金錠成分均勾。6. 使用如權(quán)利要求1-5中任一所述的銅基釬料進行釬焊的工藝，其特征在于，步驟如 下： (1) 將除油后的硬質(zhì)合金與鋼試樣焊接面磨平、拋光，然后將其置于無水乙醇中超聲清 洗； (2) 將清洗干凈的硬質(zhì)合金、銅基合金釬料箱片和鋼試樣依次置于石墨模具中，并在鋼 試樣上放置可施加一定壓力的鋼件； (3) 將裝配好的石墨模具置于真空爐中真空下或氬氣保護下進行釬焊，以一定加熱速 度加熱至一定溫度，待保溫一定時間后，以一定冷卻速度降溫至300°C，然后隨爐冷卻至室 溫時開爐取樣。7. 如權(quán)利要求6所述的工藝，其特征在于，步驟（2)中，所述的施加一定壓力指施加3-IOkPa的壓力。8. 如權(quán)利要求6所述的工藝，其特征在于，步驟(3)中，所述真空的真空度SlXHT2Pa, 升溫速度為5-10°C/min，釬焊溫度為1160-1230 °C，保溫時間為3-10min，冷卻速度為3-5 °C/ min〇
【文檔編號】B23K1/20GK105921915SQ201610513467
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月1日
【發(fā)明人】劉桂武, 張相召, 喬冠軍, 符豪, 邵海成, 徐紫巍, 王明松
【申請人】江蘇大學(xué)