基于Cu基微晶钎料的硬质合金/钢钎焊试验研究

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本文应用铜基微晶钎料箔分别对YG6/0Cr18Ni9Nb、YG6/25Cr3MoA进行了高频钎焊和真空钎焊试验研究。分析了钎接接头的组织形貌、钎缝的物相组成及主要合金元素在接头中的分布特征;测试了接头的剪切强度;建立了钎料/母材原子扩散模型,研究了钎焊过程熔融钎料与母材之间合金元素原子的扩散行为。进一步对比分析了两种钎焊工艺及接头性能特点。研究结果表明:应用Cu基微晶钎料可以取代价格昂贵的Ag基钎料,实现硬质合金与钢的扩散钎接。Cu基微晶钎料在母材上的润湿性和铺展性良好,形成的钎缝饱满致密,接头钎着率高。0Cr18Ni9Nb/Cu-7%Sn/YG6接头无气孔、夹渣等缺陷,钎缝组织均匀,无脆性化合物相产生。0Cr18Ni9Nb/Cu-13.5%Sn/YG6接头亦无气孔、夹渣缺陷,但由于Cu-13.5%Sn钎料中含Sn量较高,钎缝组织较为复杂,钎缝中除了a-Cu固溶体相之外,还存在着少量的Cu3Sn相、Cu9NiSn3相,以及极少量的Ni17Sn3相。25Cr3MoA/CuSnNi/YG6接头钎缝区域过渡圆润,表观质量良好,钎缝组织由主体相a-Cu相和少量的Cu3Sn相、Cu9NiSn3相及(Fe)相组成。真空钎焊中Cu原子由钎缝向母材的扩散深度达2.5μm。应用Cu基微晶钎料真空钎焊25Cr3MoA与YG6所获得的接头剪切强度较高,达169MPa。与感应钎焊相比,真空钎焊更易获得钎料与母材之间合金化程度理想、钎缝组织良好的接头。
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