硬質(zhì)合金和鋼連接技術(shù)畢設(shè)論文
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- 畢設(shè)論文1. 2硬質(zhì)合金和鋼連接技術(shù)
槍鉆釬焊是建立在硬質(zhì)合金和鋼連接技術(shù)之上，是硬質(zhì)合金和鋼連接技術(shù)在刀具行業(yè)中的具體應(yīng)用，對硬質(zhì)合金和鋼連接技術(shù)充分的了解無疑有助我們對槍鉆釬焊技術(shù)的認識。硬質(zhì)合金是一種以難熔金屬化合物(WC、TaC、TiC、NbC 等)為基體，以過渡族金屬(Co，F(xiàn)e，Ni)為粘結(jié)相，通過粉末冶金方法制備的金屬陶瓷工具材料，其中 WC-Co 系硬質(zhì)合金具有和陶瓷材料相近的硬度，相對陶瓷材料耐磨性、韌性、耐蝕性和耐熱性優(yōu)良中國有色網(wǎng)。中國有色網(wǎng)。。它綜合了碳化物相的高硬度、耐磨性和金屬粘結(jié)相足夠的力學性能和抗熱震性能，使其在很多方面得到應(yīng)用，特別是在切削、剪斷、耐腐、耐沖擊等工具方面有著廣泛的應(yīng)用[1-9] 。盡管 WC-Co 系硬質(zhì)合金具有十分優(yōu)異的性能，但由于 Co 是戰(zhàn)略物質(zhì)，資源短缺，價格昂貴（600 萬元/噸），傳統(tǒng)的 WC-Co 系列硬質(zhì)合金由于需要大量的 Co，使成本大大提高，另外由于絕大多數(shù) WC-Co 硬質(zhì)合金都是用粉末冶金方法生產(chǎn)的，其生產(chǎn)工藝的限制也使得生產(chǎn)較大尺寸的硬質(zhì)合金刀具變的困難，加上硬質(zhì)合金難于加工，從而造成其應(yīng)用范圍也受到限制，因此，國內(nèi)外都在研制硬質(zhì)合金和鋼的連接技術(shù)[1-8] 。
1. 2. 1硬質(zhì)合金和鋼連接方法
硬質(zhì)合金焊接工件在工作時受到相當大的應(yīng)力作用,特別是壓縮彎曲、沖擊或交變載荷，要求接頭強度高、質(zhì)量可靠。雖然硬質(zhì)合金具有高硬度和耐磨性好的特點，但也存在脆性高、韌性差等缺點。大部分硬質(zhì)合金是采用焊接的辦法鑲嵌在中碳鋼或低合金鋼基體上使用，焊接工藝與硬質(zhì)合金的使用性能密切相關(guān)。硬質(zhì)合金與鋼常見的連接方法有：機械夾固法、鑲嵌粘結(jié)法和焊接法等[9-13] 。機械夾固法是合金不經(jīng)過焊接而是采用各種機械手段使硬質(zhì)合金和鋼連接起來的方法，優(yōu)點是刀具不需焊接，完全避免了產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力和裂紋的可能性，合金的性能也不會因此而下降，從而使刀具壽命顯著提高。雖然浪費了大量的材料是其缺點，但使用簡單方便，斷屑性能好，很多情況下用于專用機床。粘結(jié)法是用非金屬粘結(jié)劑在室溫或稍高溫度下使硬質(zhì)合金與鋼實現(xiàn)連接。優(yōu)點是可以解決熱應(yīng)力問題，可避免晶粒長大，但粘結(jié)強度比焊接強度低，一般地，粘結(jié)法只適合小的硬質(zhì)合金制品，或在使用時不產(chǎn)生過大應(yīng)力的工件。近年來，WC 硬質(zhì)合金激光熔覆涂層和堆焊復(fù)合方面的研究不斷興起，激光焊和電弧焊連接方法也有少量文獻報道。日本北海道工業(yè)研究所、日本室蘭工業(yè)大學近年來在硬質(zhì)合金與鋼連接方面進行了大量的關(guān)于擴散焊[14-15] 及 TIG 焊 [16-17] 等方面的研究，燒結(jié)擴散焊（硬質(zhì)合金粉末燒結(jié)并與鋼發(fā)生擴散焊接）是他們研究的一種新興的接合方法。從熱應(yīng)力緩和效果和變形以及硬質(zhì)合金和鋼的接合性能等考慮，中間層粉末一般選擇 Co多的硬質(zhì)合金或者添加 WC-Fe 系、Fe-Ni 系合金。這種方法的突出特點是不太受接合面形狀和光潔度的限制，中間層本身的硬度、強度、耐磨性優(yōu)良。為此接合部材料的設(shè)計范圍寬，接合部的強度和耐磨性良好，能廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。但在研究中發(fā)現(xiàn)，采用該方法使硬質(zhì)合金與鋼接合層界面上析出有害的 η 相[18] ，導(dǎo)致結(jié)合部位抗彎強度降低是這種連接方法存在的主要問題之一，另外燒結(jié)結(jié)合還存在成本高、時間長、組織易粗化等缺點。由于硬質(zhì)合金熔點高、硬度大，其熱導(dǎo)率和熱膨脹系數(shù)與普通鋼來比相差較大，加上熔化焊容易發(fā)生硬質(zhì)合金中 WC 的溶蝕熔化以及危害焊接質(zhì)量的 η 相，所以實際生產(chǎn)中，一般不用熔焊焊接硬質(zhì)合金，釬焊是把硬質(zhì)合金連接到鋼上或其他金屬上最成功的方法，也是最常用的方法[19-21] 。釬焊技術(shù)具有對母材影響小，工藝簡單、連接強度高、結(jié)果重復(fù)性好、接頭尺寸及形狀適應(yīng)性高、生產(chǎn)成本較低，適合規(guī)模生產(chǎn)等諸多特點，實際生產(chǎn)中，釬焊作為成熟的硬質(zhì)合金連接方法在硬質(zhì)合金焊接刀具生產(chǎn)上得到了廣泛的應(yīng)用[22-30] 。雖然釬焊接頭表面光潔，氣密性好，形狀和尺寸穩(wěn)定，焊件的組織和性能變化不大，可連接相同的或不相同的金屬及部分非金屬，可采用對工件整體加熱，一次焊完很多條焊縫，提高了生產(chǎn)率。但是，釬焊也有他本身的缺點，針焊接頭強度比較低，耐熱能力比較差，由于母材與釬料成分相差較大而引起的電化學腐蝕致使耐蝕力較差及裝配要求比較高等。...
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