[发明专利]一种用于硬质合金的铜基钎料及钎焊工艺

摘要

本发明涉及硬质合金的焊接，特指一种硬质合金的铜基钎料及钎焊工艺。本发明主要通过设计、制备适用于硬质合金的铜基合金钎料，并利用真空或氩气保护钎焊硬质合金。通过向铜基钎料合金中添加Ni，可提高钎料的耐腐蚀性能，通过合理控制钎料合金中Al的含量，可很好的控制钎料的熔点。同时铜基合金钎料对硬质合金具有良好的润湿及界面行为，保证了其对硬质合金良好的钎焊性。为使钎料合金成分均匀，一般要求制备铜基合金时要氩气保护且多次重复熔炼；为保证获得良好的钎焊接头，在钎焊过程，待焊接件需要施加一定的压力，如果压力过大或过小均会导致焊接接头强度降低，同时焊接气氛需要为真空或氩气保护。

主权项

1.一种用于硬质合金的铜基钎料，其特征在于，采用如下方法制备：(1)将市售纯度为99.7％的Cu、Ni、Al粉以76：19：5的质量百分比进行混合，然后置于滚筒球磨机上，以玛瑙球为磨球，酒精为球磨介质，球料比为8：1，球磨转速为100r/min，球磨24h制成金属混合粉末；将上述金属混合粉末取出放在坩埚中，并置于真空烘箱中80℃下烘干，随后过100目筛；(2)称取30g上述过筛好的金属混合粉末，利用压力成型机压制成块体，然后放入氧化锆坩埚中，并置于中频感应熔炼炉，调节电流为250A，时间为110s，重复进行3次熔炼后,制备合金锭；利用轧机将合金锭轧制为～100μm厚度的箔片，再切成10×10mm的箔片，并用细砂纸打磨去除表面氧化物，即得可用于硬质合金钎焊的铜基合金钎料箔片；(3)将除油后的硬质合金与钢试样焊接面磨平、抛光，然后将待其置于无水乙醇中超声清洗10分钟；将清洗干净的硬质合金、上述铜基合金钎料箔片和钢依次置于石墨模具中，并在钢试样上放置施加10kPa压力的钢件；将装配好的石墨模具置于真空炉中进行钎焊，真空度≤1×10‑2Pa，以10℃/min加热1000℃，再以5℃/min加热至1210℃，保温10min后，以5℃/min的冷却速度至1000℃，再以3℃/min的冷却速度至300℃，然后随炉冷却至室温时开炉取样；或采用如下方法制备：(1)将市售纯度为99.7％的Cu、Ni、Al粉以85：12.5：2.5的质量百分比进行混合，然后置于滚筒球磨机上，以玛瑙球为磨球，酒精为球磨介质，球料比为8：1，球磨转速为100r/min，球磨24h制成金属混合粉末；将上述金属混合粉末取出放在坩埚中，并置于真空烘箱中80℃下烘干，随后过100目筛；(2)称取30g上述过筛好的金属混合粉末，利用压力成型机压制成块体，然后放入氧化锆坩埚中，并置于中频感应熔炼炉，调节电流为200A，时间为110s，重复进行3次熔炼后，制备合金锭；利用轧机将合金锭轧制为～100μm厚度的箔片，再切成10×10mm的箔片，并用细砂纸打磨去除表面氧化物，即得可用于硬质合金钎焊的铜基合金钎料箔片；(3)将除油后的硬质合金与钢试样焊接面磨平、抛光，然后将其置于无水乙醇中超声清洗10分钟；将清洗干净的硬质合金、上述铜基合金钎料箔片和钢依次置于石墨模具中，并在钢试样上放置施加10kPa压力的钢件；将装配好的石墨模具置于真空炉中进行钎焊，真空度≤1×10‑2Pa，以10℃/min加热1000℃，再以5℃/min加热至1230℃，保温3min后，以5℃/min的冷却速度至1000℃，再以3℃/min的冷却速度至300℃，然后随炉冷却至室温时开炉取样。