钎焊强度影响因素的研究+文献综述(4)
(1)硬度
硬质合金主要成份是难熔金属钨和钛(钽、铌、钒)的碳化物和充当粘结剂的金属钴(或镍、钛等)。钨和钛碳化物本身具有很高硬度，一般在HRA85~93之间，而且具有一定的红硬性，500℃以下硬度保持不变，当温度高于500℃时，才有明显下降。在1000~1100℃时，硬质合金的硬度仍可保持HRA73~76。钨和钛碳化物随粘结剂含钴量增加而降低，另外，碳化物晶粒尺寸也会影响硬质合金的硬度，碳化物晶粒越细，硬质合金硬度越好。
(2)强度
硬质合金的抗压强度最高可达6000MPa，一般为3400~5600MPa。常温下的抗弯强度在750~2500MPa之间。硬质合金的抗压强度与合金中的含钴量和碳化钨晶粒粗细有关，含钴量为5%时，抗压强度最高，含钴量继续增加，其抗压强度反而下降。细晶钨钴合金的抗压强度较粗晶钨钴合金高。
(3)冲击韧性
硬质合金冲击韧性不高，而且与温度无关。常温下淬火钢冲击韧性是硬质合金的1~2倍，退火钢冲击韧性则比硬质合金高9倍。所以镶焊硬质合金工具时，不允许对硬质合金刀片作冲击性压紧，否则会造成硬质合金损坏。硬质合金冲击韧性与合金中钴含量有关，钴含量越高，冲击韧性越高。硬质合金冲击韧性随碳化钨晶粒增大而提高，粗晶粒钨钴合金冲击韧性较细晶粒钨钴合金的冲击韧性高20~30%。
(4)耐磨性
硬质合金耐磨性比最好的高速钢要高15~20倍。耐磨性的影响因素与其化学成分和组织结构等有关。当其它条件相同，耐磨性与合金中的碳化物晶粒有关，晶粒越细，耐磨性越好。
(5)线膨胀系数
硬质合金线膨胀系数在0~300℃时约为4.5~6.21×10-6/℃之间，钢的线膨胀系数约12×10-6/℃，由此使硬质合金与钢在焊后冷却中，由于收缩量不同而产生很大应力，成为硬质合金产生裂纹的主要原因。钎焊后，应采取措施消除这种内应力，否则硬质合金片会产生裂纹或脱焊现象造成硬质合金工具报废。表1-2为部分硬质合金及低碳钢S20的线膨胀系数[5]。
表1-2 部分硬质合金及低碳钢S20的线膨胀系数
牌号 S20钢 YG6 YG8 YG13 YT5 YT15
平均线膨胀系数12×10-6/℃
在0~300℃ 12.1~13.5 4.5 4.5 5.3 6.06 6.54
1.3.3硬质合金钎焊及其难点
硬质合金与基体材料的连接，是决定硬质合金工具使用性能和使用寿命的关键。生产实践中往往会出现因连接效果欠佳而发生硬质合金脱落，以及因连接工艺不当而产生裂纹使硬质合金刀片报废。与高速钢工具的焊接不同，硬质合金工具镶焊主要依靠钎焊技术实现，其特点是焊料熔化而母材不熔化，常用于对两种化学成分及物理机械性能完全不同的材料的连接。
硬质合金的钎焊性较差。这是因为硬质合金含碳量较高，未经清理的表面往往含有较多的游离碳，从而妨碍钎料的润湿。此外，硬质合金在钎焊温度下容易氧化形成氧化膜，也会影响钎料的润湿。因此，钎焊前表面清理对改善钎料在硬质合金上的润湿性是很重要的。硬质合金在钎焊中的另一个问题是易产生裂纹。这是应为它的线膨胀系数仅为低碳钢的一半，当硬质合金与这类钢的基体钎焊时，会在接头中产生很大的热应力，从而导致接头开裂。因此，硬质合金与不同材料钎焊时，应设法采取防裂措施。
1.3.4影响硬质合金钎焊强度的因素
影响硬质合金钎焊的因素有钎焊方法（真空钎焊，炉中钎焊），钎焊工艺（加热、保温、焊后热处理），硬质合金表面粗糙度，钎料种类，硬质合金种类等。其中基体表面状态，基体之间的压力以及钎料种类对硬质合金钎焊强度影响的研究较少，也正是本试验所要探讨的。
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