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钎焊工艺制备耐磨涂层的国内外研究现状(2)

时间:2022-02-23 21:39来源:毕业论文
(1)钎焊裂纹 钎焊后形成焊接裂纹的主要因素是硬质合金与钢的线膨胀系数相差很大,导致在焊后冷却时,硬质合金的收缩量较钢的收缩量要小很多,导致

(1)钎焊裂纹

钎焊后形成焊接裂纹的主要因素是硬质合金与钢的线膨胀系数相差很大,导致在焊后冷却时,硬质合金的收缩量较钢的收缩量要小很多,导致接触面产生很大的合金的抗拉强度则会出现裂纹。

(2)残余应力

    硬质合金同钢的热膨胀系数不一致,加上钎焊时加热不均匀,特别是采用高频感应钎焊时,电流的集肤效应这种现象,即使在很短的时间焊件都会产生较大的温度梯度,由于温度梯度的存在焊接界面处会产生很大的残余应力。焊缝区和焊接热影响区的残余应力是一种潜在的弊端,在硬质合金制品焊接后不一定会马上产生变形或裂纹,但在后续加工或使用过程中却很容易发生变形以及裂纹。由于硬质合金塑性较差,难以通过塑性变形将焊后的残余应力吸收释放而钎焊形成的残余应力会很大程度上降低硬质合金的硬度和耐磨性。 

(3)润湿度不够

    由于硬质合金内含有大量的碳化物,所以在烧结过后表面大多会存在大量的游离态的碳。另外,高温下的硬质合金,表面容易发生氧化,形成氧化物,氧化物会引起钎料的润湿性的降低。在钎焊前可以通过铺展性实验评价钎料的润湿性。一般地,合适的钎料、钎剂,恰当的加热温度、保温时间,以及表面改性技术,都可以抬高硬质合金与钎料的润湿性。抬高加热温度、延长保温时间,可以减小润湿角,有利于钎料基体表面的润湿。通过在硬质合金表面渗入铬、钛、镍等元素,或者在表面镀上一层镍、钯的镀层,都可以改善和增强液态钎料在其表面的润湿性。 

(4)气孔、夹杂及氧化

    当出现钎焊工艺参数选择不当,加热温度过低等情况时,会导致钎料流动性能变差,不能有效润湿硬质合金表面,从而进一步的影响填充焊缝,容易形成虚焊,虚焊的表现是在焊缝内部会留有大量气孔、夹杂物,严重损坏焊缝质量。在选择焊缝宽度时候假如选择过窄时,同样也会引起焊缝内部大量残留着气孔、夹杂物 ,这样的话会导致焊接接头的性能急剧下降。

(5)焊缝区组织脆化

    由于存在于焊缝两侧的Fe和C的化学势之间相差较大,扩散现象容易在焊接过程中产生。由于硬质合金中的碳含量很高,在焊缝两侧存在较高的浓度梯度,在焊接过程中很容易通过焊缝向钢侧扩散,这样会使硬质合金中的碳含量下降。其中钎料的选择也是相当的重要的,在钎焊过程中钎料是作为填充材料的一种金属或合金[25] 。由于焊件依靠熔化的钎料连接起来,原理上分析组织是决定性能的,所以说钎焊接头的性能很大程度上决定于钎料自身的性能及其与母材的相互作用。钎料的熔点必须低于钎焊基体的熔点(固相线温度),一般来说钎料要比母材的熔点至少低几十摄氏度。若两者熔点靠的太近,则不易控制钎焊过程,乃至于出现母材晶粒过分长大、过烧或局部熔化这些弊端。 

一般的,规则上讲对于钎料的分类是这样的,钎料按熔化温度范围分为软钎料(熔点低于450℃的钎料),硬钎料(熔点高于450℃的钎料)和高温钎料(熔点高于950 ℃)。另外一种钎料的分类依据是根据元素去进行分类,软钎料包括锡基、铅基、锌基等钎料,硬钎料包括铝基、银基、铜基、锰基、金基、镍基等钎料。宋以国等人 [26] 研究了纯 Fe、Ni-Fe合金和Co-Fe合金钎料,研究结论显示纯Fe作为钎料时,钎焊界面处生成的大块η相最多,Co-Fe合金相比较次之,Ni-Fe合金最少;纯Fe和Ni-Fe合金作为钎料时,分布于界面区域的η相为Fe3W3C;Co-Fe合金作为钎料时,界面处产生的η相为Fe3W3C和Co3W3C的混合物;Fe元素含量增多易于形成大块的η相并在界面处聚集分布,Ni元素可抑制η相的形成,形成弥散分布的细小η相。赵秀娟等[27-28]选用 Ni-Fe 合金和纯Ni焊丝对YG30硬质合金与45钢进行了焊接,用SEM 、WDX等对焊接接头中η相的形貌、分布、化学成份进行了分析。结果得出,η相分布于YG30/焊缝界面区域,并在界面处聚集长大。当Fe在YG30中的摩尔分数约为40% 时,WC分解成η相,此时η相中Fe 的摩尔分数达23% ,向其中中加入质量分数为0。55% 的C,发现反应层的厚度随着C含量的增加而缩小,当C含量达到质量分数为0。55% 时,反应层厚度缩小到零。  钎焊工艺制备耐磨涂层的国内外研究现状(2):http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_90115.html

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