YG12硬質(zhì)合金與W18Cr4V鋼釬焊工藝及機(jī)理研究.pdf

1、W18Cr4V具有出色的紅硬性及熱穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)其與YG12連接可應(yīng)用于制備剛度和切削精度要求較高的刀具及工作條件惡劣的模具。但是，采用常用釬焊方法連接后，需進(jìn)行1200℃以上的高溫淬火保證 W18Cr4V的性能，淬火過程中釬料軟化或流失將會(huì)破壞接頭。本文從簡(jiǎn)化工藝角度采用焊淬一體方法釬焊W18Cr4V與YG12，分析了常用釬料的可行性，并優(yōu)選出Cu-Ni及Ni-Co-Si釬料，系統(tǒng)研究了工藝參數(shù)對(duì)接頭組織及性能的影響規(guī)律與機(jī)制。

2、　　高溫下純Cu釬料在真空中易發(fā)生漫流及揮發(fā)，釬焊接頭存在大量孔洞，嚴(yán)重削弱接頭性能；添加Ni能夠有效地改善漫流現(xiàn)象，并且促進(jìn)釬料與母材固液相擴(kuò)散，有效地抑制了柯肯達(dá)爾孔洞的產(chǎn)生；Ni含量為10％時(shí)，接頭母材界面生成FCC高熵合金，典型界面結(jié)構(gòu)為：W18Cr4V/FCC/(Cu,Ni)/FCC/YG12，F(xiàn)CC相元素原子比為Cu:Ni:Fe:Co=1:1:1:1；Ni含量為20%時(shí)，YG12中產(chǎn)生100～200μm的滲入層，釬焊溫度為1

3、210℃保溫10min獲得的接頭界面結(jié)構(gòu)為：W18Cr4V/(Cu,Ni)/滲入層/YG12，接頭室溫抗剪強(qiáng)度可達(dá)369.8MPa，但400℃時(shí)接頭軟化嚴(yán)重，抗剪強(qiáng)度僅為51.3MPa；溫度過高和保溫時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)，接頭中生成厚層狀的FCC高熵合金組織，界面結(jié)構(gòu)為：W18Cr4V/FCC/(Cu,Ni)/FCC/滲入層/YG12，抗剪強(qiáng)度急劇下降。
　　高溫性能較好的活性釬料體系如Ti-Ni、NiCrNb在1200℃以上釬焊W18Cr

4、4V與YG12時(shí)，潤(rùn)濕性能較差，Ti、Nb等活性元素與C劇烈反應(yīng)生成TiC及Nb2C，YG12界面生成脆性M6C或M12C化合物；常用釬料BNi2熔點(diǎn)較低，B元素導(dǎo)致接頭母材溶蝕、晶間滲透嚴(yán)重，晶界及YG12界面生成Fe3W3C；采用NiCrSi共晶釬料時(shí)，釬縫中生成Cr23C6與(Cr,Fe)23C6等碳化物，YG12界面生成Ni-Cr-W-C脆性化合物，其中原子比為Ni:Cr:W=2:2:1。
　　采用Ni-Co-Si釬料能夠

5、獲得具有較高室溫剪切強(qiáng)度及高溫強(qiáng)度的接頭。固定Si質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%時(shí)，Co含量過高時(shí)，導(dǎo)致接頭中生成大顆粒的Co3W3C，Co含量過低時(shí)，釬料向YG12滲入明顯，Ni-Co-10Si體系中最佳Co含量為10wt.%；釬焊溫度為1220℃保溫10min獲得的接頭結(jié)構(gòu)為W18Cr4V/Ni(s.s)/滲入層/YG12，滲入層WC顆粒表面有Ni74Si26+Co2Si依附析出，滲入層中基體寬度呈現(xiàn)梯度變化，能夠有效地緩和接頭應(yīng)力，接頭室溫強(qiáng)度