【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及真空钎焊领域，尤其涉及一种高速钢和硬质合金的真空钎焊连接方法。
技术介绍
1、硬质合金和高速钢由于其耐磨损、高硬度、高强度、红硬性、化学性质稳定等一系列优点，广泛应用于切削刀具、耐磨工具、成型模具、量具等领域。但是两种材料都具有非常差的冲击韧性和抗弯强度，并且焊接性差。目前高速钢与硬质合金的连接多采用cu基钎料进行高频或火焰钎焊，但是在焊接过程中硬质合金侧会产生明显的η相，不利于接头性能。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种高速钢和硬质合金的真空钎焊连接方法，实现真空钎焊连接，保证焊接接头界面致密，同时保证焊接接头的使用性能和力学性能。
2、为了实现上述任务，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种高速钢和硬质合金的真空钎焊连接方法，包括如下步骤：
4、s1，将cu和ni的金属颗粒上的氧化皮打磨干净并置于酒精溶液中进行超声波清洗后，进行烘干；
5、s2，将s1所述的金属颗粒称量一定质量比的cu和ni的金属颗粒，称量过程中保证试验环境干净、无污染；
6、s3，将s2中所述的金属颗粒使用真空电弧熔炼炉按照一定的制度进行熔炼，形成金属锭；
7、s4，将s3中所述的金属锭使用线切割的方法加工为钎料箔片；
8、s5，称量一定质量比的ni、co、si和nb粉末，称量过程中保证试验环境干净、无污染；
9、s6，将s5中所述的粉末倒入结净的球磨罐中进行球磨得到钎料粉末，然后对粉末进行干燥；
10、s7，将s6中所述的钎料粉末使用粘结剂羟乙基纤维所混合为膏状钎料；
11、s8，打磨待焊接的硬质合金和高速钢，然后采用超声波清洗；
12、s9，将s7所述的膏状钎料均匀地涂在s8所述的待焊接的硬质合金表面；
13、s10，将s4所述的钎料箔片放置在s9所述的已涂膏状钎料的待焊接的硬质合金和s8所述的待焊接的高速钢之间，将装配好的零件装入石墨模具中，并在零件上放置石墨压块进行配重；
14、s11，对真空钎焊炉抽真空，直至真空度达到预设真空度要求；
15、s12，在真空钎焊炉内，按照规定的加热方式对零件进行焊接。
16、在一个可能的实施例中，在所述步骤s2中，金属粉末的质量占比为cu为85％～90％，ni为10％～15％。
17、在一个可能的实施例中，在所述步骤s2中，金属粉末的质量占比为cu为90％，ni为10％。
18、在一个可能的实施例中，在所述步骤s3中，真空电弧熔炼的过程中需要保证真空度≤5×10-3pa，并且需要重复熔炼5～6次保证成分均匀。
19、在一个可能的实施例中，在所述步骤s4中，钎料箔片的厚度为80um～100um。
20、在一个可能的实施例中，在所述步骤s5中，200目的金属粉末的质量占比为ni为72.5％～75％，co为10％～12.5％、nb为7.5％～10％、其余为si。
21、在一个可能的实施例中，在所述步骤s5中，200目的金属粉末的质量占比为ni为72.5％，co为10％、nb为10％、si为7.5％。
22、在一个可能的实施例中，在所述步骤s6中，球磨机中球料比为10：1，需要倒入适量丙酮将球磨罐封好置于球磨机中以150r/min的速率球磨10h。
23、在一个可能的实施例中，在所述步骤s8中，所采用的超声波清洗溶剂为丙酮，清洗的频率为20khz～30khz，时间为15min～20min。
24、在一个可能的实施例中，在所述步骤s9中，膏状钎料的厚度为50um～80um。
25、在一个可能的实施例中，在所述步骤s10中，零件上放置石墨压块为1kg～1.5kg。
26、在一个可能的实施例中，在所述步骤s11中，预设真空度要求为≤1×10-4pa。
27、在一个可能的实施例中，在所述步骤s12中，在真空钎焊炉内，规定的加热方式的具体过程如下：
28、以18℃/min～20℃/min的加热速率加热至400℃～450℃，到达该温度后保持8min～10min；
29、按10℃/min～12℃/min加热速率加热至650℃～700℃，到达该温度后保持5min～8min；
30、按7℃/min～9℃/min加热速率加热至1050℃～1100℃，到达该温度后保持5min～8min；
31、按3℃/min～5℃/min加热速率加热至1170℃～1220℃，到达该温度后保持8min～10min；
32、在降温至500℃后不再外加热源，炉冷却至室温后取出。
33、在一个可能的实施例中，在所述步骤s12中，在真空钎焊炉内，规定的加热方式的具体过程如下：
34、以20℃/min的加热速率加热至400℃，到达400℃后保持10min；
35、按12℃/min加热速率加热至700℃，到达700℃后保持5min；
36、按9℃/min加热速率加热至1100℃，到达1100℃后保持5min；
37、按5℃/min加热速率加热至1220℃，到达1220℃后保持10min；
38、在降温至500℃后不再外加热源，炉冷却至室温后取出。
39、在一个可能的实施例中，待焊接的高速钢为w9cr4v2、w18cr4v或w18cr4vco8。
40、与现有技术相比，本专利技术具有以下技术特点：
41、一是采用cu-ni合金钎料改善焊接接头中高速钢一侧的焊接性，与以往使用纯cu钎料时高温下漫流、挥发严重，钎缝产生大量孔洞，添加ni元素降低了钎料流动性，增强母材与钎料的溶解扩散，抑制了柯肯达尔孔洞的产生。cu-ni合金钎料具有良好的塑性，并且钎料中元素与母材元素不易生成不利化合物相。并且对cu和ni比例进行试验，在ni过高时，在硬质合金侧会产生厚大渗入层，导致接头在400℃时软化严重，力学性能严重下降。
42、二是钎料采用了ni-co-si-nb体系，ni能够促进钎料与接头的作用，并且ni基钎料具有良好的高温强度，未使用传统的ti-ni和ni-cr-nb的活性钎料体系，因为以上体系均会形成成了大量脆性的化合物，阻碍了熔融钎料的铺展。并且生成大量脆性化合物导致接头存在大的残余应力。使用ni-co-nb体系可以避免脆性化合物的产生，而加入si可以降低钎料的熔点。并且对co和si的比例进行试验，在co较多时会产生大颗粒相导致裂纹延展，在si较多时会产生大量的孔洞。同时使用该体系与传统使用cu基钎料相比，焊接过程中避免了硬质合金侧产生明显的η相，可提高焊接接头的力学性能。
43、三是针对上述钎料体系和添加方式，通过试验制定合适的焊接温度和保温时间，在焊接温度较低和保温时间较短时，钎料熔化不完全，接头中存在孔洞及裂纹等缺陷；钎料熔化不完全，接头中存在孔洞及裂纹等缺陷；钎本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高速钢和硬质合金的真空钎焊连接方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高速钢和硬质合金的真空钎焊连接方法，其特征在于，在所述步骤S2中，金属粉末的质量占比为Cu为85％～90％，Ni为10％～15％。
3.根据权利要求1所述的高速钢和硬质合金的真空钎焊连接方法，其特征在于，在一个可能的实施例中，在所述步骤S3中，真空电弧熔炼的过程中需要保证真空度≤5×10-3Pa，并且需要重复熔炼5～6次保证成分均匀。
4.根据权利要求1所述的高速钢和硬质合金的真空钎焊连接方法，其特征在于，在所述步骤S4中，钎料箔片的厚度为80um～100um。
5.根据权利要求1所述的高速钢和硬质合金的真空钎焊连接方法，其特征在于，在所述步骤S5中，200目的金属粉末的质量占比为Ni为72.5％～75％，Co为10％～12.5％、Nb为7.5％～10％、其余为Si。
6.根据权利要求1所述的高速钢和硬质合金的真空钎焊连接方法，其特征在于，在所述步骤S8中，所采用的超声波清洗溶剂为丙酮，清洗的频率为20KHz～30KHz，时间
7.根据权利要求1所述的高速钢和硬质合金的真空钎焊连接方法，其特征在于，在所述步骤S9中，膏状钎料的厚度为50um～80um。
8.根据权利要求1所述的高速钢和硬质合金的真空钎焊连接方法，其特征在于，在所述步骤S11中，预设真空度要求为≤1×10-4Pa。
9.根据权利要求1所述的高速钢和硬质合金的真空钎焊连接方法，其特征在于，在所述步骤S12中，在真空钎焊炉内，规定的加热方式的具体过程如下：
10.根据权利要求1所述的高速钢和硬质合金的真空钎焊连接方法，其特征在于，待焊接的高速钢为W9Cr4V2、W18Cr4V或W18Cr4VCo8。
...【技术特征摘要】
1.一种高速钢和硬质合金的真空钎焊连接方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高速钢和硬质合金的真空钎焊连接方法，其特征在于，在所述步骤s2中，金属粉末的质量占比为cu为85％～90％，ni为10％～15％。
3.根据权利要求1所述的高速钢和硬质合金的真空钎焊连接方法，其特征在于，在一个可能的实施例中，在所述步骤s3中，真空电弧熔炼的过程中需要保证真空度≤5×10-3pa，并且需要重复熔炼5～6次保证成分均匀。
4.根据权利要求1所述的高速钢和硬质合金的真空钎焊连接方法，其特征在于，在所述步骤s4中，钎料箔片的厚度为80um～100um。
5.根据权利要求1所述的高速钢和硬质合金的真空钎焊连接方法，其特征在于，在所述步骤s5中，200目的金属粉末的质量占比为ni为72.5％～75％，co为10％～12.5％、nb为7.5％～10％...
【专利技术属性】
技术研发人员：张伟杰，安晶，雷济旭，刘书君，邵志诚，
申请(专利权)人：中国航发哈尔滨东安发动机有限公司，
类型：发明
国别省市：
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