因为硅、硼等元素在BNi-2钎料中很常见,所以该种钎料焊接的钎焊接头中有很多脆性组织,使得钎焊涂层组织变得很脆很难加工。所以BNi-2钎料在运输过程中一般采用粉末方式供货[23]。并且在钎焊焊接过程中要求钎料的化学成分必须稳定一致,钎料元素不能富集到一起、含氧量低。

在工业操作条件恶劣的环境下,比如农业机械、矿山机械等机械工作条件下,这种情况下必须要求工作零件表面具有较高的耐磨性,否则会出现工业事故,酿成不可挽回的损失。目前情况下只有硬质合金具有高硬度、耐磨损、耐腐蚀等符合要求的优点,这种材料成为开采煤矿、钻井探油以及国防工业中不可缺少的重要材料[24]。通过钎焊方法在零件表面包覆一层硬质合金层,这种方法能够达到提高表面耐磨性的目的。换言之,具有高硬度、耐磨损特性的涂层在工业成产中能够创造很高的经济价值,因此对包覆涂层钎焊接头微观组织的研究具有重要意义。

对于某些材料,比如硬质合金,因为包覆涂层的加工处理非常困难,对于使用Fe,FeAl和Co的粘结合金高温成型时,温度很难精确控制、硬质合金的本身润湿性差等缺点,在实际应用过程中包覆涂层的制作还有许多问题没有解决,比如界面结合强度如何进一步提高,耐磨性如何进一步改善等等。近些年来的研究表明,使用钎焊方法将硬质合金包覆涂层与钢母材相连,可以获得坚固的焊缝和较大尺寸、高精度、高含量硬质颗粒包覆涂层制件[25]。钎焊工艺用于硬质覆层成形时所展现出来的上述优点与钎料的特有性质是密不可分的,这时对钎焊涂层微观组织的观察与研究就显得尤为重要。

第二章 试验材料、设备及方法

2。1 试验材料

焊接基体材料使用的是Q235钢,尺寸大小为75mm×25mm×3mm。使用WC、钎料、粘结剂制作成 “金属布”,钎料为粉末状的BNi-2。试验用的硬质合金粉末是细颗粒的WC-10Ni。钎焊时要在双层金属布之间涂透明液体,这种液体是钎焊胶。钎焊涂层化学成分见表2-1,包覆涂层配方如表2-2。

表2-1 BNi-2钎料粉末化学成分

Cr B Si Fe C O S P Al Ti

7。05 3。12 4。02 3。22 0。042 0。028 0。02 0。02 0。02 0。01

表2-2 包覆涂层配方

配方 细WC-Ni BNi-2 粘结剂

含量 20% 80% 少量

2。2 试验设备及方法

试验中用到的设备主要有真空钼丝炉,镶嵌机,试验用水磨机及各种标号的砂纸,抛光机及抛光布,洛氏硬度计,摩擦磨损机,剪切试验机,金相显微镜,EDS扫描显微镜。

2。2。1 真空钎焊试验

论文网设备如图2-1所示,真空钼丝炉的型号为ZM-25-16,此设备将贯穿整个钎焊工艺试验。该设备的额定功率为:25KW,最高温度:1600℃,电源:380V 50HZ 三相,工作区域的尺寸:150mm×200mm,冷态极限真空度:6。67×10-3Pa。

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