硬质合与钢的焊接可行性分析.docVIP

张家界航空工业职业技术学院课程设计 PAGE 第 PAGE 16页共16页 第1页共16页 硬质合金与钢的焊接可行性分析报告 【摘要】硬质合金是一种以难熔金属化合物(WC、TaC、TiC、NbC等)为基体，以过渡族金属(Co，Fe，Ni)为粘结相，通过粉末冶金方法制备的金属陶瓷工具材料，它具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐磨损、耐腐蚀、热膨胀系数小以及化学性质较为稳定等优点，广泛应用于切削工具、耐磨零件、采矿与筑路工程机械等领域。硬质合金与钢的焊接主要用于机械加工的刀具、刃具、模具、采掘工具和以耐磨作为主要性能的各种零部件，特点是可以节省大量的贵重金属，降低生产成本，提高零部件的使用寿命。尤其是硬质合金工具在各工业部门已经得到广泛的应用，并收到了显著的效果。硬质合金的材质脆硬、韧性差而且价格高，这些因素使其难以被制成大尺寸、形状复杂的构件加以应用，而硬质合金与钢体材质的焊接是弥补其不足的主要方法，合适可靠的焊接技术正在不断拓展它的应用范围。因此，欲更好更合理地应用硬质合金，必须了解它的性能特点，根据其用途的不同而选择合适的焊接工艺。硬质合金含有较高含量的碳化物和合金元素，虽然可以进行焊接加工，但焊接时容易出现淬硬组织和裂纹。必须采取有效的工艺措施，才能获得满意的焊接接头。目前生产中硬质合金与钢焊接常用的焊接方法有氧－乙炔火焰钎焊、真空钎焊、电弧焊、惰性气体保护焊、摩擦焊、等离子弧焊、真空扩散焊和电子束焊等。本文主要介绍硬质合金的钎焊。 【关键词】硬质合金；钎焊。 1. 硬质合金的分类、用途及性能 硬质合金是金属碳化物粉末与钴的混合物，常用的金属碳化物是碳化钨、碳化钛、碳化铌和碳化钒等，均可使硬质合金具有高硬度和高耐磨性。硬质合金的黏结剂主要是金属钴或金属镍等，能保证硬质合金具有一定的强度和韧性。硬质合金是种高生产率的工具材料，是将高熔点、高硬度的金属碳化物粉末与黏结剂混合，用粉末冶金法压制成各种形状的各种工件。 1.1硬质合金的分类及用途 （1）常用硬质合金的分类、成分及用途 我国常用硬质合金的分类、化学成分、使用性能及用途见表1。我国生产的硬质合金分为YT和YG两大类。YT类是由碳化钛、碳化钨和钴等组成，主要成分为WC、TiC和Co，多用于制作切削钢材的刀具。YG类是碳化钨和钴的合金，主要成分是WC和Co，多用于制造切削铸铁件、淬火钢、不锈钢等的刀具，以及用于制造各种硬质合金量具、模具、地质采矿和石油钻井用的采掘工具等。此外，还有YW类加入少量碳化钽或碳化铌等贵重金属碳化物的钛钨钴类硬质合金，用做切削特殊耐热合金材料的刀具。 表1 常用硬质合金的分类、化学成分使用性能及用途 类别 牌号 化学成分/% 使用性能及用途 WC TiC TaC(NbC) Co 钨 钴 类 YG3X 97 － － 3 耐磨性好，但韧性较差。适用于铸铁、有色金属及其合金的精镗、精车等。也可用于合金钢、淬火钢的精加工 YG6X 94 － － 6 细颗粒碳化钨合金，耐磨性高于YG6，强度接近于YG6。适用于冷硬合金铸铁与耐热合金钢或普通铸铁的精加工 YG6 94 － － 6 耐磨性介于YG8和YG3之间。适于铸铁、有色金属及其合金的粗加工或半精加工，也用于有色金属线材的拉伸，地质勘探、煤炭采掘用钻头等 YA6 91～93 － 1～3 6 细颗粒碳化钨合金由于加入少量稀有元素，耐磨性及强度高。适于铸铁、有色金属及其合金的半精加工，亦适用于高锰钢、淬火钢、合金钢的半精加工和精加工 YG8 92 － － 8 强度高，耐冲击，适于铸铁、有色金属及其合金或非金属的粗加工、断续切削和钻深孔、扩孔等，还适用于拉丝模、采掘工业用钻头、喷嘴、顶尖、导向装置等 钨 钴 钛 类 YT30 66 30 － 4 红硬性和耐磨性好，可高速切削，但不耐冲击，焊接和刃磨时应加倍小心。适于碳钢和合金钢的精加工，如小断面精车、精镗、精扩及淬火钢的精车 YT15 79 15 － 6 耐磨性优于YT5和YT14，但强度和抗冲击性较差。适于钢材的半精加工和精加工，如精车和半精车、精铣和半精铣、扩孔等 YT14 78 14 － 8 强度高，抗冲击性好，耐磨性略低于YT15。适于钢材的粗加工和半精加工，如不平整断面和连续切削时的粗车，间断切削时的半精车，连续面的粗铣，铸孔的扩钻等 YT5 85 5 － 10 在钨钴钛合金中强度最高，但耐磨性较差。适用于碳钢或合金钢的粗加工及断续切削，如粗车、粗刨、粗铣及钻孔等 通 用 类 YW1 84 6 4 6 红硬性较好，能承受一定的冲击负荷，是一种通用性较好的合金。适用于耐热钢、高锰钢、不锈钢等难加工钢材和铸铁的加工 YW2 82 6