專(zhuān)利名稱(chēng)：一種提高釬焊強(qiáng)度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種對(duì)氧乙炔手工焊件進(jìn)行處理的方法。這種焊后處理的方法可有效的提高硬質(zhì)合金與鋼的釬焊強(qiáng)度，也是一種強(qiáng)化金屬蠕變效應(yīng)的新技術(shù)。
本發(fā)明主要針對(duì)某些服役條件惡劣，外形復(fù)雜的釬焊件，用現(xiàn)有的氧乙炔手工焊及焊后處理技術(shù)(低溫加熱，松弛焊件中的應(yīng)力)其大多數(shù)的焊層強(qiáng)度不能滿足服役的要求，又由于焊件外形涉及到多向釬焊，用真空擴(kuò)散法實(shí)現(xiàn)有較大困難，另外，本發(fā)明還針對(duì)某些需要焊后淬火提高母材強(qiáng)度的焊件，目前一般的焊層經(jīng)淬火后釬焊強(qiáng)度都會(huì)急劇下降。上述的問(wèn)題是釬焊技術(shù)中存在的難題。
為解決這些問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種強(qiáng)化焊層部位蠕變效應(yīng)的方法，對(duì)焊件處理除溫度外還加了一定的靜壓，基于銅合金在低溫下產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)蠕變的原理，本發(fā)明試圖用加壓來(lái)強(qiáng)化焊層部位的蠕變過(guò)程，緩解或消除焊件中的拉應(yīng)力并使釬焊面結(jié)合更緊密，采用了焊后低溫?zé)岬褥o壓處理的方法。目前熱等靜壓工藝在國(guó)內(nèi)外普遍用于高溫高壓下對(duì)燒結(jié)硬質(zhì)合金的強(qiáng)化處理。
熱等靜壓處理是在特制的具有等壓力強(qiáng)度的熱等靜壓機(jī)內(nèi)完成，(本發(fā)明是在15Q16＂×33＂×GF150熱等靜壓機(jī)內(nèi)試驗(yàn)的)，簡(jiǎn)稱(chēng)RDJY處理。
熱等靜壓處理工藝溫度250-350℃，壓力35-45MPa。最佳溫度250-300℃，最佳壓力35-40MPa。
保溫一小時(shí)隨爐降溫。
經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)證明，對(duì)焊件進(jìn)行以上的焊后處理可得到理想的效果，使釬焊層的強(qiáng)度得到較大的提高。
對(duì)于不同的焊件，母材及焊料的不同組合，經(jīng)熱等靜壓處理其試驗(yàn)的理想的結(jié)果是(1)銀-銅焊料，母材為低碳合金鋼氧乙炔手工焊(熔化焊料將母材與硬質(zhì)合金釬焊在一起)，焊后經(jīng)熱等靜壓處理。
其試驗(yàn)結(jié)果是與同類(lèi)不熱等靜壓處理的焊件相比可提高釬焊層剪切強(qiáng)度28％左右(見(jiàn)表1，編號(hào)為1，2的試件對(duì)比)。
(2)銀-銅焊料，母材為低碳合金鋼滲碳(或高碳合金鋼)氧乙炔手工焊(熔化焊料將母材與硬質(zhì)合金釬焊在一起)，焊后經(jīng)熱等靜壓處理。
其試驗(yàn)結(jié)果是與同類(lèi)不熱等靜壓處理的焊件相比可提高釬焊層剪切強(qiáng)度50％左右(見(jiàn)表1，編號(hào)為3，4的試件對(duì)比)。
(3)銅-62焊料，母材為低碳合金鋼滲碳(或高碳合金鋼)氧乙炔手工焊(熔化焊料將母材與硬質(zhì)合金釬焊在一起)，焊后經(jīng)熱等靜壓處理。
其試驗(yàn)結(jié)果是與同類(lèi)不熱等靜壓處理的焊件相比可提高釬焊層剪切強(qiáng)度20％左右(見(jiàn)表1，編號(hào)為5，6的試件對(duì)比)。
(4)銅-62焊料，母材為低碳合金鋼滲碳(或高碳合金鋼)氧乙炔手工焊(熔化焊料將母材與硬質(zhì)合金釬焊在一起)，焊后進(jìn)行焊件淬火，經(jīng)熱等靜壓處理。
其試驗(yàn)結(jié)果是與同類(lèi)不熱等靜壓處理的焊件相比可提高釬焊層剪切強(qiáng)度47％左右(見(jiàn)表1，編號(hào)為7，8的試件對(duì)比)，從而提高了銅-62焊層的可淬性，使銅-62焊層淬火后的剪切強(qiáng)度達(dá)到了25公斤/平方毫米，與淬火前的強(qiáng)度接近，解決了銅-62焊層淬火后強(qiáng)度急劇下降的問(wèn)題。
(5)從本發(fā)明試件斷面的金相顯微圖上可看出，未經(jīng)RDJY處理的試件(見(jiàn)

圖1及圖2)，母材與焊層的界面模糊不清，絕大多數(shù)的試件在母材與焊層之間有一條熔合區(qū)(厚度在0.0025-0.01毫米)，而經(jīng)RDJY處理的試件熔合區(qū)消失，試件基體與焊層的界面平整、光滑、致密(見(jiàn)圖3及圖4)，這種變化顯示了焊層部位產(chǎn)生的蠕變效應(yīng)，證明了發(fā)明構(gòu)思的正確，熱等靜壓是強(qiáng)化金屬蠕變效應(yīng)的方法，可試用于金屬的強(qiáng)化處理。
本發(fā)明進(jìn)行的試驗(yàn)(1)焊件材料及處理情況母材—美2025鋼(接近國(guó)產(chǎn)20Ni4M0鋼)，硬質(zhì)合金—YG8至YG16。
銅62焊絲—標(biāo)準(zhǔn)HS224，熔點(diǎn)905℃，銀銅焊絲—(AG CU15 ZN16 GA24)，熔點(diǎn)680℃焊劑—均為優(yōu)質(zhì)硼砂。
母材滲炭處理(滲層深2.0-2.8毫米，表層含碳量為0.95-1.05％)。
(2)氧乙炔手工焊釬焊時(shí)采用中性焰，僅少數(shù)情況下采用微氧化焰，釬焊溫度見(jiàn)焊料熔點(diǎn)，釬焊完后在100℃電阻箱內(nèi)保溫半小時(shí)然后停爐降溫。
(3)焊后進(jìn)行淬火(僅對(duì)表1中編號(hào)為7及8的試件)。
(4)焊件熱等靜壓處理處理溫度為250℃-350℃，壓力為35-45MPa，保溫一小時(shí)隨爐降溫。
焊件試樣的剪切強(qiáng)度測(cè)定試樣直徑13毫米，長(zhǎng)度32-40毫米(鋼基體長(zhǎng)度為20-22)，焊件經(jīng)外形修磨裝在專(zhuān)用的剪切夾具上，在WC-60材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)定，已知焊層的剪斷力(P)及試件的斷面積(F)就可求出焊層的剪切強(qiáng)度(P1＝P/F)。
熱等靜壓前后的試件剪切強(qiáng)度測(cè)定值對(duì)比列入表1。
表1
說(shuō)明1)可靠指標(biāo)是指60％的試件達(dá)到的剪切強(qiáng)度的指標(biāo)。
2)剪切強(qiáng)度及可靠指標(biāo)的單位均為公斤/平方毫米。
權(quán)利要求
1.一種提高硬質(zhì)合金與鋼釬焊強(qiáng)度的方法，其主要特征是工件焊后經(jīng)熱等靜壓處理，熱等靜壓處理溫度為250-350℃，壓力為35-45MPa，在此溫度下保持一小時(shí)隨爐降溫，經(jīng)試驗(yàn)證明對(duì)氧乙炔手工焊進(jìn)行以上的焊后處理，用以下不同母材及焊料的組合可取得理想的結(jié)果。(1)銀-銅焊料，母材為低炭合金鋼，氧乙炔手工焊，焊件經(jīng)熱等靜壓處理，(2)銀-銅焊科，母材為低炭合金鋼滲碳(或高碳合金鋼)，氧乙炔手工焊，焊件經(jīng)熱等靜壓處理。(3)銅-62焊料，母材為低炭合金鋼滲碳(或高碳合金鋼)，氧乙炔手工焊，焊件經(jīng)熱等靜壓處理。(4)銅-62焊料，母材為低炭合金鋼滲碳(或高碳合金鋼)，氧乙炔手工焊，焊后對(duì)焊件進(jìn)行淬火，然后經(jīng)熱等靜壓處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，熱等靜壓處理最佳溫度為250-300℃，壓力為35-40MPa。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種可提高硬質(zhì)合金與鋼釬焊強(qiáng)度的方法，也是一種強(qiáng)化金屬蠕變效應(yīng)的新技術(shù)，其主要工藝特征為氧乙炔手工焊件，焊后經(jīng)熱等靜壓處理，處理溫度為250-350℃，壓力為35-45MPa，試驗(yàn)證明這種處理對(duì)于某些銅焊層的效果明顯，最好的可提高焊層剪切強(qiáng)度50％，并可提高某些銅焊層淬火后的剪切強(qiáng)度47％，為釬焊件淬火開(kāi)創(chuàng)了新的途徑，該方法可廣泛于硬質(zhì)合金刀具及某些服役條件惡劣的釬焊件，如石油鉆頭切削單元的釬焊。
文檔編號(hào)B23K1/00GK1116572SQ9410946
公開(kāi)日1996年2月14日 申請(qǐng)日期1994年8月9日 優(yōu)先權(quán)日1994年8月9日
發(fā)明者江擷蔬 申請(qǐng)人:江漢石油管理局鉆頭廠