硬質(zhì)合金與鋼連接工藝及機(jī)理研究.pdf

1、本文針對(duì)軋鋼工業(yè)中對(duì)于硬質(zhì)合金/鋼復(fù)合軋輥的迫切需求，采用直接釬焊工藝和復(fù)合Cu中間層的釬焊工藝對(duì)硬質(zhì)合金/鋼進(jìn)行了真空釬焊連接，分析了釬焊溫度對(duì)接頭界面和性能的影響，對(duì)接頭界面形成機(jī)理進(jìn)行了研究，并利用MARC有限元分析軟件對(duì)兩種釬焊工藝下復(fù)合軋輥焊后殘余應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。
　　通過(guò)對(duì)硬質(zhì)合金/鋼釬焊接頭界面反應(yīng)的試驗(yàn)和分析，確定當(dāng)釬焊溫度為1040℃時(shí)采用鎳基釬料釬焊硬質(zhì)合金/鋼，接頭界面結(jié)構(gòu)為Steel/Fe-Ni(s.

2、s)/γ-Ni(s.s)/W-Co-Nirich/WC-Co。隨釬焊溫度的變化，界面反應(yīng)層厚度發(fā)生了明顯的變化，尤其是硬質(zhì)合金側(cè)界面W-Co-Nirich反應(yīng)層，其對(duì)接頭性能存在一定影響，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)釬焊溫度為1040℃時(shí)，接頭抗剪強(qiáng)度為340MPa，此時(shí)接頭斷裂發(fā)生在硬質(zhì)合金母材上。
　　為降低接頭焊后殘余應(yīng)力，提出復(fù)合Cu中間層的釬焊工藝。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)復(fù)合250umCu中間層時(shí)隨釬焊溫度升高接頭強(qiáng)度增加，當(dāng)釬焊溫度為1070℃時(shí)界面

3、結(jié)構(gòu)為Steel/Fe-Ni(s.s)/Cu/Ni-Co(s.s)/WC-Co。此時(shí)接頭抗剪強(qiáng)度達(dá)到272MPa，接頭具有良好的塑性，斷裂發(fā)生在Cu/WC-Co界面上。而采用100umCu中間層時(shí)接頭抗剪強(qiáng)度為211MPa。
　　采用MARC分析軟件對(duì)兩種釬焊工藝下硬質(zhì)合金/鋼復(fù)合軋輥進(jìn)行了殘余應(yīng)力的數(shù)值模擬，結(jié)合數(shù)值模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn)，較佳的焊后冷卻速度為30℃/min，在此冷卻速度下，采用鎳基釬料直接釬焊連接接頭殘余應(yīng)力峰值達(dá)434