硬质合金刀具的焊接要点
硬质合金刀具的焊接
第一节硬质合金的钎焊特性
硬质合金具有很高的硬度、耐磨性和红硬性。硬质合金的钎焊是将硬质合金和钢体牢固地连接在一起的有效方法之一。这项钎焊工艺，已经广泛地应用在硬质合金刀具、模具、量具和采掘工具上。由于各种牌号的硬质合金成分不同，其用途及钎焊的特性不同。因此，我们必须进一步了解硬质合金的性能，用途及其钎焊的特性。
一、硬质合金的强度和钎焊裂纹的关系
各种牌号的硬质合金，当它的强度越高，钎焊时产生裂纹的可能性就越小，反之，钎焊裂纹就比较容易产生。但硬质合金的硬度和耐磨性往往与强度成反比，即高硬度、高耐磨性的合金，强度较差，而高强度的合金，其硬度和耐磨性较低。一般来说：精加工或超精加工所用牌号的硬质合金，在钎焊时更容易发生裂纹，如在钎焊YT15、YT30、YG3和YG3X等牌号硬质合金时，就要采取特殊措施来防止发生裂纹。各种牌号硬质合金的可焊性能，如下表示：
YG类：YG3X→YG3→YG6X→(YG6A)→YG6→YG8→YG11→YG15
YT类：YT30→YW1→YT15（YW2）→YT14→YT5
以上两式，从左至右表明硬度和耐磨性降低，而强度和韧性增加，钎焊裂纹发生的可能性则减少。
二、硬质合金的线膨胀系数与钎焊裂纹的关系
硬质合金与一般作为刀体材料所用的碳素钢在加热时膨胀系数差别很大，从1：2到1：3左右。表1为硬质合金与钢材线膨胀系数对比。
钎焊过程中，在加热阶段，硬质合金和钢基体从B膨胀至B″，它比硬质合金多膨胀了B′B″。在冷却过程中，则钢基体要比硬质合金多收缩B′B″。由于焊缝已牢固地将硬质合金和钢体焊接在一起，不允许它们各自自由收缩，因而它们之间的收缩差B′B″除了依靠极薄的焊缝的塑性来抵消一小部分外，绝大部分以应力状态存在着（见图1b），这种应力在焊缝处成压应力，在硬质合金表面上成拉应力。当这种拉应力大于硬质合金的抗拉强度时，就会在硬质合金表面产生裂纹（见图1c），这就是钎焊硬质合金时发生裂纹的最主要原因。由此可见，当硬质合金的钎焊面积越大时，其钎焊应力和裂纹产生的可能性就越大，所以我们在钎焊大面积硬质合金时，不论其强度高低（YG8和YG11C大面积合金冲模等），均应采取特殊措施，以防止钎焊裂纹的发生。
第二节钎焊硬质合金用的焊料与溶剂
一、钎焊硬质合金的焊料选择
钎焊也叫做腊焊和铜焊，它的特点是：被钎焊体本身不熔化，靠焊料在加热熔化后，渗透或与被焊件形成化学反应的作用，将被钎焊件牢固地连接在一起，因此，焊料性能是决定钎焊质量的重要因素之一。
1．选择焊料的条件
（1）焊料应对被钎焊的硬质合金和钢基体有良好的润湿性，保证焊料能在焊接温度下通过毛细管作用，自发填满焊缝空隙；提高焊料的润湿性的途径，一般是添加与母材固溶、或与母材发生化合反应的成分，
（2）因硬质合金刀具和某些模具在使用时均有一定的温度，要求焊料能保证焊缝在常温和高温时有足够的强度；
（3）在保证上述条件下，焊料尽可能要有较低的熔点，以减少钎焊应力，防止和避免发生裂纹，提高钎焊效率和改善操作者的劳动条件；
（4）焊料应有较好的高温、室温塑性，以减少钎焊应力；
（5）焊料应具有良好的流动性和渗透性，这一性能在钎焊硬质合金多刃刀具和大焊接面的硬质合金模具时更为重要；
（6）焊料不应含低蒸发点的元素，以免在钎焊加热时因焊料中的元素蒸发而影响焊缝质量；
（7）焊料中不应含有贵重、稀有金属，或有害于人体的元素。
对焊接硬质合金而言，由于硬质合金钎焊的主要矛盾在于刀片与刀杆收缩率不一致，选择焊料时，尤其应注意的是（3）、（4）两点；同时为提升焊料与刀杆母材的润湿性，可选用含适量Ni元素的焊料。
2．钎焊硬质合金的常见焊料
在钎焊硬质合金时，从常用焊料的熔点和钎焊温度来分，可分为：高温焊料、常温焊料和低温焊料三类。高温焊料的钎焊温度在1000℃以上，如紫铜和106#焊料等。常温焊料的钎焊温度从850～1000℃之间，如H62黄铜、H68黄铜和105#焊料等。低温焊料是指焊料的钎焊温度在650～850℃之间，如B-Ag-49银焊料等。
表2是钎焊硬质合金用的各种焊料的成分、熔点及钎焊温度。其中紫铜、H62黄铜、H68黄铜、105#
焊料等常见的几种焊料，在厂矿中使用较为广泛。必须指出，紫铜的钎焊温度高而焊缝强度低，应不宜多采用，H68铜的熔点和钎焊温度虽比紫铜低得多，但也因焊缝强度过低，同样也不宜多使用。H62铜的熔点和钎焊温度低，且具有一定的室温强度，因此可用于钎焊某些轻负荷使用条件的硬质合金工具，而当刀具要求需要有高温高强度、且焊接面较小的情况下，常选用105#焊料。
（2）“工研107#焊料”，它是一种双合金夹层焊料，有上下两层105#焊料和中间一层0.3～0.5mm低碳钢片所组成，它主要是用于减少钎焊应力和防止产生裂纹。在钎焊时，上下两层105#焊料熔化并起到钎焊作用，而中间一层低碳钢片并不熔化，而夹在焊缝中起缓冲作用，以减少硬质合金与钢基体在钎焊冷却时因收缩不一致而产生的应力（见图2）。
它不但保持105#焊料具有高强度焊缝，并使焊接应力减小，防止发生裂纹的特点，且比补偿垫片使用方便，易于保证焊缝质量。缺点是焊料的制造工艺较复杂，在使用时也因焊料片过厚而难以裁剪，不及一般焊料方便。如果能按各种硬质合金刀片的型号大小而冲制成相应的形状的话，那么就更便于推广使用。
（3）L-Ag-49低温银焊料：这种银焊料在国外用得较普遍，因为它有较低的熔点——690～710℃（见表2），以及它对硬质合金有较好的润湿性，所以有钎焊方便及钎焊应力小等优点。必要时可采用紫铜片做补偿垫片，从而几乎完全消除钎焊应力，较彻底地避免钎焊裂纹的产生。所以当钎焊易裂的硬质合金和大
钎焊面的硬质合金工具，或在使用时允许施加大量冷却液的硬质合金工具等（如硬质合金喷射钻），都可以采用L-Ag-49低温银焊料。L-Ag-49银焊料的缺点是：焊料中Ag含量为49%，且成分复杂，价格较高；它在室温时焊缝抗剪强度为2100～2400公斤/厘米2，但随着温度的升高，焊缝强度迅速下降，升温至320℃时，焊缝强度降低到零而硬质合金自行脱落，所以使用L-Ag-49焊料钎焊的工件，工作时它的焊缝温度限制在200℃以下；使用L-Ag-49银焊料时，与它配合使用的熔剂中含有较多的氟化物或氯化物，所以对焊后清理工作要求较高，否则往往因清洗不干净而导致工件表面腐蚀，出现锈斑。
（4）“工研106#银焊料”：是由80%的银和20%的锰所熔炼成的二元合金。它的主要特点是对硬质合金、钢和不锈钢等均有良好的润湿性，最显著的优点是，它有极好的高温焊缝强度及抗腐蚀性能。
图3是用106#银焊料钎焊的试样，在温度升高时焊缝强度的变化情况：室温时焊缝强度为2400公斤/厘米2。加热到320℃时焊缝强度丝毫不降低，当加热到700℃时，焊缝的剪切强度仍有1200～1400公斤/厘米2左右。因此，106#焊料适用于在特殊高温条件下工作的硬质合金工具、模具和其他零件（如硬质合金阀门等）。如用106#银焊料钎焊高速旋转模锻的硬质合金锤模（工作时锤模本身温度达650℃左右，锤模每分钟撞击4000～6000次），经长期生产试用证明：已基本消除锤模脱焊和硬质合金剥落现象，锤模寿命比以前提高几十倍。又如某工件需要将一铂合金薄片与不锈钢钎焊在一起，并要能承受住高温和一定的蒸汽压力，经多次试验，最后用106#焊料进行钎焊，顺利地使工件在500℃高温和10个蒸汽压力下，正常运转了500个小时，焊缝仍然完好无损，此外，106#焊料在钎焊某些耐高温的硬质合金阀门等零件时，同样获得良好的效果。
106#焊料的缺点：106#焊料中含银量高达80%，故焊料价格较贵，只适宜在特殊情况下使用；焊料熔点为980℃左右，使于钎焊温度高达1010~1030℃左右，所以钎焊应力较大。
（5）B-Ag-1超低温银焊料：这种焊料的主要特点是，它有特别的熔点（600~610℃左右），因此它具有比L-Ag-49低温银焊料更低的钎焊温度（约640~660℃左右），使硬质合金的钎焊应力能进一步降低，此外，它还可以配合以紫铜片做补偿垫片来钎焊易裂工件，以彻底消除裂纹的发生（如用以钎焊大型无心磨床上使用的硬质合金支板，硬质合金V形块及YT60和YT30,YG2,YG3x等工件）。
此外，由于B-Ag-1银焊料的超低熔点及其对碳化钨和铜，镍合金等材料都有良好的润湿性，因此它也适用于金刚石大据片等某些金刚石工具的钎焊B-Ag-1银焊料的缺点：焊料是以银为基础，成本较高，只适宜在一定范围内使用；焊料的高温强度差，所以用该焊料钎焊后的工具，只适宜在低温情况下使用，焊缝处最高温度不能超过150℃。使用时，如果在工具上施加大量冷却液，也可顺利地进行工作（如喷射钻）；焊料中含有数量较多的镉（24%），它在钎焊温度较高时易于蒸发，有害人体健康，因此，在钎焊时除了必须注意控制好钎焊温度外，还应在钎焊操作处安装有排气装置，以排除有害蒸汽；与焊料配合使用的溶剂与L-Ag-49银焊料所用的溶剂相仿，也含有大量氯化物和氟化物。所以在钎焊后要注意将工件清洗干净，否则容易使工件腐蚀生锈。
（6）HL801焊料：该焊料为三一重工生产专用于有色金属钎焊用的焊料，焊接温度约为900℃，因此也适用于脆性大的硬质合金刀片焊接。
二、钎焊硬质合金的熔剂
1 选择熔剂的条件
（1）熔剂的熔点应低于焊料熔点100℃以上，便于在钎焊加热过程中使熔化后的溶剂有充分的时间起到熔剂应有的作用，以保证钎焊质量。
（2）熔剂在熔化后，应能很好地保护焊料及钎焊面，且能迅速地使氧化表面还原，并有助于焊料能很好地润湿被钎焊金属表面。
（3）熔剂要有较好的流动性与较小的粘度，以利于润湿整个钎焊面及排除熔渣。
（4）熔剂中不应含有贵重的化合物。
（5）熔剂中不应含有易于蒸发和有害人体健康的元素或化合物。
2 熔剂的成分和配制。
（1）硼砂：通常用于钎焊硬质合金的溶剂是以硼砂或硼砂为基的合成熔剂，有些工厂（特别是用氧炔焰钎焊的厂矿）使用未脱水的白色生硼砂，它含有10份结晶水（Na2B4O7·10H2O）再加上它在空气中吸收的大量水分，因此钎焊时会冒起大量泡沫。不但使钎焊操作困难，而且也影响焊缝的质量。
（2）脱水硼砂：有些厂矿虽对硼砂也进行了脱水处理，但仅加热到200～300℃左右，因而只能起到烘干作用，而不能排除硼砂中的结晶水，所以在使用时仍然会产生大量气泡，影响操作和质量。
3 各种熔剂的适用范围
（1）生硼砂（Na2B4O7·10H2O）：加热时，生硼砂会产生大量泡沫，影响钎焊操作和焊缝质量，所以最好不采用。
（2）脱水硼砂（Na2B4O7）：可用于钎焊各种牌号的硬质合金工件，钎焊温度范围从850～1150℃左右，适合作为紫铜、黄铜、105#、106#、107#等焊料的钎焊熔剂。存放时必须注意防潮，若受潮应烘干后再使用。它不适合熔点低于800℃的焊料之钎焊用。
（3）脱水硼砂70%+硼酸30%的混合熔剂：它比脱水硼砂有较低的熔点，适宜于黄铜、105#和107#焊料及钎焊温度在800～1000℃之间的焊料使用，不适宜于钎焊温度在1000℃以上的紫铜或106#焊料的钎焊。熔剂的存放也应防止受潮。（见图4）
（4）脱水硼砂85～90%+氟化钾10～15%的混合剂：它主要是用于YT60、YT30等牌号硬质合金的钎焊，但因氟化钾有毒性，所以钎焊时在加热设备附近必须装有强力通风设施，及时将有害气体排出，以免影响操作工人的健康。
（5）糊状熔剂：一般均配合低熔点的银焊料使用，可预先调制，也可在使用时调制，因熔剂中均含有较多氟化物和氯化物，使用时也应注意排气通风。
（6）低温银焊料用的溶剂：适用于熔点为600～800℃的银焊料，因其中含有较多的氟化物和氯化物，所以除了要有强力通风设备以外，在钎焊后还必须注意清洗焊缝，否则多余的熔剂会腐蚀焊缝，并在基体
上产生锈斑，影响钎焊质量和外观。
第三节钎焊硬质合金的工艺过程
一、钎焊硬质合金的一般工艺过程
1. 硬质合金的焊前准备工作
（1）外观检查：先将有裂纹、显著弯曲或凹凸不平的硬质合金挑出，其中除带有裂纹的硬质合金外，弯曲或不平的可用磨加工来校正。钎焊面必须要平整，如球形或成形的硬质合金钎焊面也应符合其一定的几何形状，以保证合金和基体有良好的接触，才能保证钎焊质量。
（2）对硬质合金进行喷砂处理：在没有喷砂设备的情况下，可在绿色碳化硅轮上磨去钎焊面上的氧化层和黑色牌号字母。经验证明，如不去除硬质合金钎焊面上的氧化层，焊料不易润湿硬质合金，而硬质合金钎焊面上的黑色牌号字母不去除，在焊缝中仍会出现明显黑色字母，而使钎焊面积减少，上述两种情况均易发生脱焊。
此外，在清理硬质合金钎焊面时，最好不用化学机械研磨或电解磨削等方法处理，因为它们均靠腐蚀硬质合金表面层的粘接剂——钴来加快研磨或磨削效率的，而硬质合金钎焊面的钴被腐蚀后，焊料就很难润湿硬质合金，从而造成大量脱焊。在特殊情况下，硬质合金钎焊面非要用上述方法或用电火花切割处理时，可将处理后的硬质合金再进行喷砂或用碳化硅砂轮磨去表层。
（3）清洗去油：用汽油、酒精清洗，以去除油污。一般较小的硬质合金则可放在铁丝网袋中，浸入酒精或汽油内，略为晃动即可。当硬质合金块的体积较大时，则可用毛刷蘸酒精或汽油洗刷焊接面即可。
2. 钢基体的焊前准备工作
（1）槽型检查：在钎焊前，操作者必须仔细检查钢基体上的槽型是否合理，尤其是对易裂牌号的硬质合金和大钎焊面的硬质合金工件，更应严格要求。如果槽型不合理，应立即提出改进意见，并会同设计和机械加工等有关部门研究解决。
（2）槽型四周倒棱：槽型四周边缘可用锉刀锉出倒棱，倒棱不宜过大，只要去除毛刺就可以了，以保证硬质合金与基体有良好的配合。
（3）喷砂处理：条件允许的话，在钎焊前，基体的槽型部分最好进行喷砂处理，以去除油污和锈渍。如果槽型中没有锈渍或无喷砂设备，此工序可免去。
（4）清洗去油：将工件按次序排列叠好，用刷子蘸酒精或汽油刷洗槽窝和四周，以清除油污，如果槽型已经比较仔细地喷砂时，此工序也可免去。
3. 焊料的准备
在一般情况下可用片状焊料，其厚度在0.4～0.5毫米左右比较合适，在某些情况下，也可用丝状、粉末状或块状焊料。
使用前，焊料要用酒精或汽油擦净，并根据钎焊面裁剪成形。在钎焊一般的硬质合金刀具或模具时，焊料的大小与钎焊面相似即可。当用焦炭加热钎焊时，焊料可适当增加，但在钎焊硬质合金多刃刀具、测量仪的测量头等工件时，应尽量缩小焊料片面积，一般可将焊料片剪成钎焊面的1/2左右，当钎焊技术熟练时，可将焊料片减小至钎焊面的1/3或更小些。焊料减少可使焊后工件外型美观、刃磨方便。经验丰富的钎焊操作者，焊出的工件仅在焊缝处有一条薄而均匀的焊料层，其余地方不粘附有多余的焊料，既美观又节约焊料和刃磨工作量。
4. 焊料、熔剂及硬质合金的安放次序和位置
一般认为焊料、熔剂和硬质合金安放的次序和位置对钎焊质量无关紧要，这是不对的。实质上，它们
安放次序和相互位置正确与否，直接影响钎焊加热时温度的控制和操作。焊接硬质合金刀片时，安放次序依次为：刀杆基体——焊料——熔剂——合金刀片——（上表面可补充熔剂）。
5. 正确地控制钎焊温度
正确地控制工件钎焊温度，是保证钎焊质量的重要因素之一。钎焊温度过高，会造成焊缝氧化和含锌焊料中锌元素的蒸发（如黄铜和105#焊料）。锌蒸发时，会冒出蓝火和棉絮状的白烟，而焊缝中就呈蓝黑色，有时也呈白色（氧化锌夹在焊缝中）。如钎焊温度偏低，则焊缝层就因焊料的流动性不好而偏厚，焊缝内就有大量气体和夹渣，这些都是造成脱焊的主要原因。
正确地控制钎焊温度：实践证明，最好的钎焊温度是比焊料熔点高30～50℃，这时焊料的流动性、渗透性最好，易于渗透布满整个焊缝。如何才能正确地测出钎焊件的焊缝温度呢？用仪表只能控制炉膛温度，用光学高温计来测量工件的表面温度又比较复杂，不能用于实际钎焊操作。在生产中，一般以工件的颜色来判定钎焊温度，这就要有丰富的实践经验。但在长时间连续操作的情况下，往往会发生判断温度偏高的现象，容易发生差错。在实践中，可以采取的经验办法是：将焊料、熔剂和硬质合金合理的安放在钎焊面上，当加热到钎焊温度时，焊料就会沿侧面焊缝渗至顶面，而钎焊操作者只要从工件顶面看到侧面焊缝处出现一条亮晶晶的焊料时，就是最理想的钎焊温度，根据这个经验，一般操作工人只要经过短时间实践后，就可以独立钎焊一般工件，并可获得良好的质量。
6、排渣操作
当工件加热到钎焊温度时，应用紫铜加压棒将硬质合金沿槽窝往复移动2～3次，以排除焊缝中的溶渣。用紫铜加压棒进行操作的优点，在于它不粘熔剂、焊料和合金，便于操作使用，而且它不易感应，可在各种钎焊加热时使用。排渣时，可将硬质合金沿槽窝移出1/3左右，移出过多易使硬质合金掉下，移出太少则排渣不完全。
7、钎焊后的冷却和低温回火
钎焊后的冷却速度是影响钎焊裂纹的主要因素之一。尤其对于YT30、YG3X等硬质合金和钎焊面较窄或基体特小而硬质合金较大的工件，钎焊后应立即放入220～250℃炉中回火6～8小时。实践证明，采用低温回火能消除部分钎焊应力，减少裂纹和延长硬质合金工具的使用寿命。
通常使用的几种保温冷却和低温回火的方法：
（1）用石灰槽或木炭粉槽的缓冷法：它是将焊后工件插入石灰槽或木炭粉槽中，使工件缓慢冷却。它的优点是设备简单，缺点是温度无法控制，并且容易使石灰或木炭粘附在工件上，而且每次使用时都必须预先将槽内粉末烘干（石灰等粉末均容易受潮），比较麻烦，劳动条件也差。
（2）焊后工件密集叠放缓冷法：它使用于大量成批生产，钎焊时将焊后工件紧密叠放在一起，靠大量工件的热量来保温。并缓慢冷却。等到全部工件焊完，或一班快结束时，将工件一齐送入炉内进行低温回火。它的优点是，不需要任何缓冷设备，并且操作方便，缺点是当钎焊工件较少时，就无法起到保温缓冷的作用。
（3）保温缓冷和低温回火同时进行法：将焊后工件保温缓冷和低温回火合并在一齐，这是一种最适宜的处理方法，其效果也比较好，现已得到推广使用。它是将焊后工件直接放入一简易可移动的自制保温回火炉中，靠焊后工件的热量或适当加热来使工件缓冷，并进行低温回火。
8、清除焊缝附近的多余焊剂
焊好硬质合金工件后，一定要将焊缝周围的多余焊剂清除干净，否则在刃磨时多余熔剂会堵塞砂轮和腐蚀焊缝及基体，清楚方法如下：
（1）将焊后已冷却的工件放入沸水中煮30～45分钟左右，然后进行喷砂处理，就可以彻底清楚焊缝周围粘附的多余焊剂及氧化皮等脏物。
（2）在条件允许的情况下，也可以将工件放入酸洗槽中进行酸洗（盐酸浓度为1：1）酸洗时间根据工件大小而定，一般在1～4分钟内选定。酸洗后必须经过冷水槽和热水槽相继清洗干净。酸洗时，必须注意控制酸洗时间，以免焊缝受到腐蚀。
9、焊后质量检查
（1）检查硬质合金与槽窝配合的几何形状是否符合图纸要求。
（2）检查焊缝处有无气孔和大的孔隙。
（3）对容易产生裂纹的工件，可在清洗、喷砂后置于煤油中浸泡5分钟，然后再次进行喷砂处理。如有裂纹，在银灰色的硬质合金上就会有黑色线条。
（4）对已检查出有缺陷的工件，可重新加热钎焊，但也应尽量减少重焊次数，以免硬质合金因多次反复加热而影响质量。对已发生裂纹的工件，应在分析原因后（以采取特殊措施对防止裂纹的发生）将有裂纹的硬质合金取下，重新钎焊。
二、氧炔焰钎焊
氧炔焰钎焊一般叫氧焊或气焊，是较常见的钎焊方法之一，它可用于一般氧炔焊设备，不需要增加其它设备，所以一般中小厂矿都用它。在钎焊硬质合金工件时，如果采用常规的钎焊工艺，就会产生大量废品。在实践中，我们体会到氧炔焊不能焊好硬质合金工具的结论是错误的。根据氧炔焊的特点，采用合理的加热方式和选用正确的工艺，也能焊出优质的硬质合金工具的。
根据氧炔焊的组分可分为：1—核心区，2—还原区，3—焰尾。在核心区和还原区交界温度高达3000℃左右（见图6）。
在钎焊加热时，就必须避免用火焰的高温区直接喷射硬质合金，以免发生裂纹。图7就是用氧炔焊加热钎焊硬质合金车刀的情况，钎焊前的准备工作与其它加热方法相同，也是先将钎焊、熔剂和硬质合金按先后次序放好，然后用火焰加热刀头下部（图7a）。在钎焊加热时就一直加热到刀头部分的熔剂开始熔化。图7b是加热阶段，用火焰的还原区加热刀头顶面的硬质合金部分，并将火焰沿周围焊缝移动，加热到焊
料熔化并沿侧面焊缝渗至顶面，操作者可清楚地看到侧面焊缝上出现一条晶亮的液态焊料。这时就要提高火焰，使焰尾继续沿焊缝四周加热，以保持钎焊温度。同时，用加压棒拨动刀片沿刀槽往复移动2～3次，以排除焊缝中的熔渣（见图7c）排渣后，即停止加热并用加压棒在硬质合金顶面的中心部分加压（见图7d），用上述工艺不但能保证钎焊质量，同时也避免了用氧炔焊时工件上粘附过多焊料的缺陷，有利于焊后刃磨和使用。
氧炔焊硬质合金工件的使用范围：
（1）使用于钎焊中小型硬质合金刀具、模具和量具
（2）在钎焊工件上批量较小的情况下比较合适
（3）使用于野外修补损坏的硬质合金采掘工具
（4）对大型和易于发生裂纹的硬质合金工件，不宜采用这种方法钎焊。
三、电阻加热钎焊
1、电阻加热钎焊的优缺点
电阻加热钎焊是在钎焊机（专用于钎焊硬质合金刀具的设备）或对焊机上进行的。它主要是由初级线圈上引入380伏电流，通过次级线圈而成为大电流低电压（36伏以下）的变压器所构成，从变压器的次级线圈上引出两个紫铜电极（电极内通冷却水），使用时将电极与工件紧密接触，则大电流通过工件的钎焊部分，使工件产生高温而进行钎焊。
（1）优点：
a、操作较为简单方便，劳动强度好。
b、钎焊效率比氧炔焊高
c、钎焊工件表面氧化层较少
d、对操作者技术要求不高
（2）缺点：
a、耗电量较大，只适宜于单件加热钎焊，不能进行多工件同时加热和流水作业，所以效率不能进一步提高。
b、在加热过程中易于烧坏工件
c、复杂形状的工件和硬质合金多刃刀具及较小型的工件也不宜用这种方法钎焊
2、电阻加热钎焊的使用范围及注意事项
电阻加热钎焊适用于钎焊一般的硬质合金车刀、刨刀和形状简单的硬质合金模具，在使用时应注意下列各点：
（1）必须装有脚踩开关，便于操作者直接控制加热速度
（2）要保持紫铜电极与工件接触面的清洁与吻合，并经常用锉刀或砂纸擦锉紫铜电极的接触面，防止通电时接触不良发生打火而烧坏工件。
（3）电极不能直接安放在硬质合金刀片上，或与硬质合金接触。图7a、b都是错误地将电极放在硬质合金上，这样容易使硬质合金烧坏或产生裂纹。图7c是由于电极与工件接触不良时发生打火的现象，从而使工件发生烧蚀。图7d正确安放电极的位置，使加热时电流过刀杆，热量由刀杆逐渐传到硬质合金刀片。
3、电阻加热钎焊的过程
将电极按图15d正确地与工件紧密接触并固紧
（1）将焊料、熔剂和硬质合金按先后顺序安放在刀槽上
（2）踩动脚踩开关加热，中间可间断1～2次，直至焊料熔化
（3）待晶亮的液态焊料渗至顶面，并布满整个焊缝时，可进行有节奏地继续加热，以保持钎焊的温度，同时用紫铜加压棒进行排渣。
（4）排渣后，即可用加压棒加压钎焊，并立即停止加热
（5）松开电极，卸下被焊工件，并放入保温箱中保温和进行低温回火
（6）用锉刀或砂纸清理电极与工件接触面，以准备钎焊下一个工件。
四、高频感应钎焊
1、高频感应钎焊的优缺点
高频感应钎焊是由高频感应加热设备输出高频电流，应由感应器产生交变磁场，它能贯穿在感应器中的工件而感应出电流，并使工件迅速加热。
优点：
a、加热速度快，钎焊效率高
b、因加热是局部性的，工件变形较小
c、因加热时间短而使工件表面氧化皮少
d、操作简便，劳动条件较好
e、易于保证钎焊质量
f、可钎焊复杂形状多行工件
缺点：
a、设备费用昂贵，且需要专人负责维修管理
b、一般钎焊需要15～30千瓦的高频感应加热设备，所以耗电量较大
c、它是属于表面加热，当加热钎焊大型工件时，不但温度不均匀，难于保证钎焊质量，且效率也低。
2、高频感应钎焊的应用范围
（1）适用于钎焊一般硬质合金刀具、模具、量具等
（2）适用于进行多工件同时钎焊，或半自动和自动钎焊
（3）适宜于钎焊各种硬质合金多刃刀具，组合刀具及形状复杂的模具、量具
（4）适宜于钎焊外形特小的硬质合金工件
（5）适宜于钎焊基体需要淬火或局部需要淬硬的工件必须提出，大型硬质合金刀具、模具不应该用高频钎焊，而应该用炉焊——焦炭炉、箱式电炉、油炉或煤气炉等方法来加热钎焊。
3、高频钎焊的注意事项
（1）高频加热设备必须添装一个脚踩开关，便于操作者控制温度。焊接时，工件放入感应圈后，应有节奏地断续踩动开关，使工件缓慢地预热。待溶剂熔化后，就连续加热，当焊料熔化并渗上顶面焊缝时，再进行断续加热，以保证合适的钎焊温度来进行排渣和加压钎焊。
（2）根据钎焊工件的大小，钎焊方法和同时加热工件的数量等来调节电参数，使工件加热均匀，速度适中
（3）高频感应线圈应尽可能平行于焊接平面，如果线圈是垂直焊接平面而非平行，则会造成感应电流沿刀体和刀片流动，由于电阻率不均匀，加热程度不均，使局部过热，易导致合金开裂。图8是比较合理的线圈安置方式。钎焊时，必须注意工件不能同时两点接触感应器，以避免发生短路而烧毁工件和损坏感应器，在工件容易碰到感应器的情况下，可用石棉绳缚扎感应器，或用云母片隔拦于工件和感应器之间，以防止短路。
（4）感应器与被加热件的间隙：这个间隙的大小直接影响到电能的有效利用率的高低，影响到工件加热的速度和焊接质量，因此感应器形状及大小设计还要考虑到有较高的生产率和加热均匀性。感应器与被焊刀具的间隙过大，则电能的有效利用率低，加热缓慢；间隙太小则既不利于焊接操作也易因加热太快温度升温梯度太大导致产生热应力裂纹，因此间隙的尺寸很重要。图9是一般硬质合金车刀高频焊时所用的感应圈与刀头部分的相对位置尺寸，在实践使用中效果较好，所以在设计其他形状的感应圈时也可参照。
（5）在高频焊接中，一定要注意温度的控制，不能过高。焊接时一旦冒出蓝火和棉絮状白烟时，就说明温度过高而导致焊料成分锌的烧损。这样对合金及焊缝的质量都有影响。而温度过低则焊料流动性不好、焊缝内含有大量气孔和夹渣，会严重影响焊缝强度。
第四节钎焊裂纹和脱焊的原因及防止方法
一裂纹产生的原因和种类
刀片裂纹种类如图10所示，裂纹（1）是由于快速加热产生的，裂纹产生的原因是由于加热速度过快，导致加热不均，使合金表面局部或整体升温过急过热导致热应力过大而产生裂纹，这类裂纹较深或贯通刀片表面，但一般较少发生，裂纹（2）是由于焊后快速冷却，导致内应力急剧释放，在合金表面产生较大的拉应力并将合金拉裂形成的，这类裂纹一般较深呈粗大发状，并通穿合金表层。裂纹（3）主要是由于磨削用量或砂轮选择不当造成的。裂纹不深且垂直与磨纹产生。裂纹（4）则是由于刀具冷却后产生的应力所引起的裂纹，这类裂纹一般沿钎焊面分布。
焊接裂纹的主要产生原因有以下几点：
1、因不注意硬质合金牌号和几何形状而造成的钎焊裂纹
在上述的硬质合金的钎焊特性中已经指出：对于YT30、YT15、YT14、YG3X等牌号的硬质合金，和大钎焊的硬质合金工件，在钎焊时容易发生裂纹。有些厂矿不注意这些问题，而是千篇一律地采用相同的槽型设计和钎焊工艺，往往产生钎焊裂纹。
2、因槽型设计不合理而造成的钎焊裂纹
封闭式或半封闭式的槽型，都是增加钎焊应力促使造成裂纹的重要原因，所以设计人员应掌握如下原则：即在满足所需要的焊接强度情况下，尽可能减少焊接面和钎焊面积，有些设计人员在设计工件时，往往只顾“焊牢”而盲目地增加钎焊或钎焊面积，这是十分片面的
3、钎焊时，加热速度太快或钎焊后剧冷所产生的裂纹
钎焊加热过急的情况，往往是发生在用氧炔焊、电阻焊和高频感应钎焊等方法时，其主要原因是：（1）氧炔焊加热钎焊时，如果用火焰的高温区（见图5火焰的核心区和还原交界处的温度高达3000℃）直接烧硬质合金，使硬质合金表面局部升至高温，有时甚至将硬质合金的边角部分烧熔化，这都会造成裂纹。
（2）电阻焊时，如因电极位置安放不妥，而电极直接接触硬质合金时，也容易使硬质合金过热而发生裂纹（见图7a、b）
（3）在高频钎焊时，如感应器设计不合理或电规范调的不合适，也容易使硬质合金升温过快而产生裂纹。
钎焊后因剧冷而导致发生裂纹的有下列几种情况：
（1）钎焊后，将工件放在潮湿的地面上，或是放在潮湿的石灰槽中，就会使硬质合金因剧冷而发生裂纹。
（2）钎焊后，因工件需要淬火发生剧冷，在一般情况下，对YT30、YT15及大面积钎焊的硬质合金工件，不允许在钎焊后进行整体淬火，以免发生裂纹。
4、硬质合金本身缺陷而导致发生裂纹
对于大面积或形状特殊的硬质合金，在钎焊前必须逐块的进行严格检查。由于硬质合金在烧结过程的缺陷。如小裂纹、崩角、疏松等情况，在加热钎焊后将会扩大而形成大裂纹。
5、由于刃磨不当而产生裂纹
（1）刃磨时，所使用的砂轮不合适（如砂轮材料、硬度和粒度等）而产生裂纹。
（2）有些情况是操作者不了解硬质合金刀具的特性。将硬质合金刀具与高速钢刀具等通起来，刃磨时也浸水，因而产生裂纹。
（3）有的操作者在集中刃磨时，进给量过大，导致合金温度过高而产生刃磨裂纹。实践证明在集中刃磨时，应该采取流水刃磨法来防止刃磨裂纹。这样既可提高生产效率，也大大减少了裂纹的发生。
（4）磨削余量留的过大，有的刀具设计不合理，要靠刃磨掉大量的硬质合金，以达到所需要的几何形状，这也是造成刃磨裂纹的原因之一。
（5）因磨削加工不当而产生裂纹，如硬质合金模具和某些硬质合金刀具及量具，焊后要在磨床进行磨削加工，特别是在平磨工序中，最容易发生裂纹。一般可采用间断磨削，电解磨削或金刚石砂轮磨削来解决。
二、减少钎焊应力和防止裂纹的产生可采用的特殊钎焊工艺
上面说过，裂纹产生的原因是多方面的，因此防止裂纹要从槽型设计、钎焊工艺及刃磨等多方面来解决，下面介绍各种特殊钎焊工艺。目的是尽量减少因钎焊加热使硬质合金与基体金属膨胀不一而产生的应力，从而达到减少钎焊应力，防止发生裂纹延长工件的使用寿命。
1、在焊缝中加补偿垫片的方法
在焊缝中加补偿垫片的方法很多。如用铁丝网、冲孔填片、镍铁合金垫片和硬质合金上电镀纯铁等等。由于这些补偿物的熔点高于焊料熔点温度200℃以上，它在钎焊时不熔化而夹在焊缝中间，使钎焊冷却时，硬质合金和基体金属能较自由的收缩，以减少钎焊应力和防止裂纹的产生。
（1）用107#焊料：该焊料本身是由105#焊料中夹有一层0.4毫米的低碳钢片所组成的，钎焊后，低碳钢片夹在焊缝中起到减少应力和防止裂纹发生的作用。
（2）用低碳钢片做补偿垫片，厚度约在0.4～0.5毫米左右。
（3）用厚度为0.4～0.5毫米的镀镍铁做补偿垫片，取得了很好的效果，它是将10～15毫米厚的工业纯铁，用电镀的方法镀上一层0.2～0.5毫米的镍，然后经过轧机轧薄到0.4～0.5毫米，使它两面各一层几微米的电镀层，其优点是能有效地减少钎焊应力和防止裂纹，但又不使用很多的镍。
2采用高速钢做基体或用高速钢做垫片的方法
采用这种方法主要是因为高速钢与硬质合金的膨胀系数相差较小，从而可以达到减少钎焊应力和防止裂纹的目的，当在某些刀具（或工件）的形状不允许双层叠焊时，可采用整体高速钢作基体。
当采用高速钢垫片时，其钎焊过程与双层硬质合金钎焊相同。而用高速钢作基体时，其钎焊工艺与钎焊一般硬质合金工件时一样。唯一不同点是，焊后不保温而采取空冷，使高速钢垫片或基体能有一定的硬度。
3用低温焊料加紫铜垫片的方法
用紫铜片作补偿垫片，可以十分有效地减少钎焊应力和防止发生裂纹，但必须使用熔点低于850℃的焊料，如L-Ag－49银焊料，它的熔点为690℃～710℃，焊钳温度在750℃～760℃左右，所以能保证紫铜
片不熔化而起到补偿垫片的作用。紫铜片的厚度以0.4～0.5毫米左右比较合适，它的焊钳工艺过程与用其它补偿垫片相同。
使用紫铜片做补偿垫片的注意事项：
（1）因为与它配合使用的焊料熔点面低高温强度差，所以钎焊工件不适宜于在高温情况下使用。
（2）用紫铜片做垫片时，因紫铜片本身比较软，不适于工件冲击或重负荷情况下使用。
4在允许的情况下
合金刀片最好在专门的炉子中预热至600~700℃后，与刀体一起加热到焊接温度进行焊接，这样能有效地防止硬质合金因高频加热速度快而可能产生的开裂，保证焊接质量。这对于裂纹倾向较大的YT类合金有着更为重要的意义。
三、脱焊的原因和防止脱焊的方法
1.脱焊的原因
（1）选用熔点合适、强度好的焊料，防止因焊缝强度差脱焊。
（2）钎焊时因熔剂选择不适当而发生脱焊：熔剂的成分和性能也是影响焊缝强度的重要因素之一。例如，采用硼砂时，因含水分较多而不能很好的起脱氧作用，使焊料不能很好的润湿工件的钎焊面，而发生脱焊现象。另一种情况是，熔剂的熔点与焊料的熔点不相协调，如熔剂的熔点过高或低，都不能起到很好的脱氧作用。
（3）在钎焊过程中，因升温过高或过低而产生的脱焊：钎焊的正确温度是在焊料熔点以上30～50℃时最为合适，如加温过高就会使焊缝中产生氧化现象。当用含锌的焊料时，就使焊缝中呈蓝色或白色，用紫铜或紫铜基的焊料，氧化时往往呈现出黑色的焊缝，此外，还有一个共同的特点，就是钎焊温度过高时，焊缝层比较薄。当钎焊温度过低时，就会形成比较厚的焊缝，焊缝内布满了气孔和夹渣，以上两种情况，都会使焊缝强度大幅度下降，当刃磨可使用时就容易发生脱焊。
（4）因钎焊工艺不当而形成的脱焊：
钎焊前，硬质合金钎焊面未经喷砂或磨光，硬质合金钎焊面上的氧化层妨碍了焊料的润滑作用，影响了焊缝的质量钎焊时没有排渣或是排渣不充分，使大量的熔渣留在焊缝中而降低了焊缝强度，形成脱焊。
（5）焊接前刀片和刀杆未清理氧化层，或焊接过程中焊接面被氧化，导致表面氧化的区域润湿性大大降低，焊料不能充分填满焊缝空隙，焊缝存在孔洞、强度差。在使用过程中可能脱焊。
2、防止脱焊的方法
当发现脱焊情况时，首先要检查脱焊工件的焊缝情况，分析和判断产生的原因：如焊缝较薄而呈蓝色、白色和蓝黑色时，就是钎焊温度过高。使焊缝氧化而造成脱焊，如果发现焊缝层比较厚，而气孔丛生，这就是钎焊温度过低，另外一种情况是，焊缝并不太厚，而是焊缝中有1～2大块夹渣，当用铁器稍加碰撞就可将这黑色夹杂物崩掉。呈现出晶亮的焊料层，这说明焊缝中的熔渣没有排除干净。在搞清楚脱焊原因后，可针对情况进行改进
（1）采用强度较高的焊料和相应的熔剂。一般需要有高强度焊缝的工件，可采用105#焊料，如缺少该焊料时，可以用H62黄铜做焊料使用。熔剂可用脱水硼砂（Na2B4O7），也可以用70%的脱水硼砂+30%的硼酸的混合熔剂，当钎焊高碳化钛的硬质合金工件时，可在熔剂中加入5～15%的氧化钾，以加强脱氧性能。
（2）一定要正确的掌握钎焊加热温度，不使钎焊温度过高或过低。
（3）要有比较完整的钎焊工艺，特别应注意的是钎焊时应及时而充分的进行排渣。
硬质合金刀具基础知识
硬质合金刀具材料基础知识 文章来源：中国刀具信息网添加人：阿刀 硬质合金是使用最广泛的一类高速加工（HSM）刀具材料，此类材料是通过粉末冶金工艺生产的，由硬质碳化物（通常为碳化钨WC）颗粒和质地较软的金属结合剂组成。目前，有数百种不同成分的WC基硬质合金，它们中大部分都采用钴（Co）作为结合剂，镍（Ni）和铬（Cr）也是常用的结合剂元素，另外还可以添加其他一些合金元素。为什么有如此之多的硬质合金牌号？刀具制造商如何为某种特定的切削加工选择正确的刀具材料？为了回答这些问题，首先让我们了解一下使硬质合金成为一种理想刀具材料的各种特性。 硬度与韧性 WC-Co硬质合金在兼具硬度和韧性方面具有独到优势。碳化钨（WC）本身具有很高的硬度（超过刚玉或氧化铝），而且在工作温度升高时其硬度也很少下降。但是，它缺乏足够的韧性，而这对于切削刀具是必不可少的性能。为了利用碳化钨的高硬度，并改善其韧性，人们利用金属结合剂将碳化钨结合在一起，从而使这种材料既具有远远超过高速钢的硬度，同时又能够承受在大多数切削加工中的切削力。此外，它还能承受高速加工所产生的切削高温。 如今，几乎所有的WC-Co刀具和刀片都采用了涂层，因此，基体材料的作用似乎显得不太重要了。但实际上，正是WC-Co材料的高弹性系数（衡量刚度的指标，WC-Co的室温弹性系数约为高速钢的三倍）为涂层提供了不变形的基底。WC-Co基体还能提供所需要的韧性。这些性能都是WC-Co材料的基本特性，但也可以在生产硬质合金粉体时，通过调整材料成分和微观结构而定制材料性能。因此，刀具性能与特定加工的适配性在很大程度上取决于最初的制粉工艺。 制粉工艺 碳化钨粉是通过对钨（W）粉进行渗碳处理而获得的。碳化钨粉的特性（尤其是其粒度）主要取决于原料钨粉的粒度以及渗碳的温度和时间。化学控制也至关重要，碳含量必须保持恒定（接近重量比为6.13％的理论配比值）。为了通过后续工序来控制粉体粒度，可以在渗碳处理之前添加少量的钒和/或铬。不同的下游工艺条件和不同的最终加工用途需要采用特定的碳化钨粒度、碳含量、钒含量和铬含量的组合，通过这些组合的变化，可以产生各种不同的碳化钨粉。例如，碳化钨粉生产商ATI Alldyne公司共生产23种标准牌号的碳化钨粉，而根据用户要求定制的碳化钨粉品种可达标准牌号碳化钨粉的5倍以上。 在将碳化钨粉与金属结合剂一起进行混合碾磨以生产某种牌号硬质合金粉料时，可以采用各种不同的组合方式。最常用的钴含量为3%－25%（重量比），而在需要增强刀具抗腐蚀性的情况下，则需要加入镍和铬。此外，还可以通过添加其他合金成分，进一步改良金属结合剂。例如，在
硬质合金的焊接方法
硬质合金的焊接方法 硬质合金的性能主要有密度、矫顽力、硬度、抗弯强度。为改善现有硬质合金的质量，要进一步发展新技术、新工艺、新设备和新材料。在新的工艺和新的设备方面，最近发展起来的有喷雾干燥，搅拌球磨等。在改进现有和寻找新材料方面，主要有涂层硬质合金、细晶硬质合金。 那么硬质合金的焊接方法包括以下几点： 1、焊接式切削刀具结构应具有足够的刚性足够的刚性是以最大允许的外形尺寸以及采用较高强度的钢号和热处理来保证. 2、硬质合金刀片应固定牢靠硬质合金焊接刀片应有足够的固定牢靠程度,它是靠刀槽及焊接质量来保证的,故要根据刀片形状及刀具几何参数选择刀片镶槽形状. 3、认真检查刀杆。 在将硬质合金刀片焊接至刀杆上以前须要对刀片,刀杆进行必要的检查,首先应检查刀片支承面不能有严重弯曲.硬质合金焊接面不得有严重渗碳层,同时还应将硬质合金刀片表面及刀杆镶槽中的污垢进行清除,以保证焊接牢靠. 4、合理选用焊料 为了保证焊接强度,应选择合适的焊料.在焊接过程中,应保证良好的湿润性和流动性,并排除气泡,使焊接与合金焊接面充分接触,无缺焊现象. 5、正确选择焊接用熔剂 建议采用工业硼砂,在使用前应在烘干炉中进行脱水处理,然后进行碾碎,过筛去除机械杂物,待用. 6、选用网状补偿垫片 在焊接高钛低钴细颗粒合金及焊接长而薄的合金刀片时,为减少焊接应力,建议采用厚度为0.2--0.5mm的薄片或网孔径2--3mm的网状补偿垫片进行焊接. 7、正确采用刃磨方法 由于硬质合金刀片脆性较大,对裂纹形成敏感性强,所以刀具在刃磨过程中应避免过热或急冷,同时还要选择合适粒度的砂轮及合理的磨削工艺,避免产生刃磨裂纹,影响刀具使用寿命. 8、正确安装刀具 在安装刀具时,刀头伸出刀架的长度应尽量小,否则,容易引起刀具震动,从而损坏合金片. 9、正确重磨、研磨刀具 刀具使用达到正常磨钝时,必须进行重磨,重磨后的刀具,一定要用油石对刃口及刀尖圆角进行研磨,这样会提高刀具的使用寿命及安全可靠性.
钨钢焊接技术分析
钨钢焊接技术分析 钨钢是具有高硬度和高强度的工具材料，具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损耐用的特性，同时也具有很高的脆性，其抗冲击韧性不如一般常用合金钢材，因钨钢的提炼、制取及生产烧结工艺复杂，又因钨是稀有贵金属，属战略战备物资，是以其价格比常用合金钢材贵许多。鉴于此，人们着眼于成本的考虑，常将钨钢与其它常用钢材通过焊接的方法制成钨钢合金工具或是钨钢合金刀具和耐磨零件等。 钨钢与钢的焊接主要用于机械加工的刀具、刃具、模具、采掘工具和以耐磨作为主要性能的各种零部件，特点是可以节省大量的贵重金属，降低生产成本，提高零部件的使用寿命。钨钢工具和钨钢刀具在各工业部门已经得到广泛的应用，并收到了显著的效果，能显著提高生产效率和产品质量。一. 钨钢的焊接特点 钨钢主要用于制造刀具、量具、模具、采掘工具以及整体刀具等双金属结构。切削部分为钨钢，基体为碳素钢或低合金钢，通常为中碳钢。这类工件在工作时受到相当大的应力作用，特别是压缩弯曲、冲击或交变载荷，要求接头强度高、质量可靠。钨钢具有高硬度和耐磨性好的特点，但也存在脆性高、韧性差等缺点。大部分钨钢工具是用焊接的办法镶嵌在中碳钢或低合金钢基体上使用，焊接工艺与钨钢的使用性能密切相关，焊接性能的好坏直接影响到钨钢的使用效果。一般焊接性特点 钨钢含有较高含量的碳化物和合金元素，虽然可以进行焊接加工，但焊接时容易出现淬硬组织和裂纹。必须采取有效的工艺措施，才能获得满意的焊接接头。目前生产中钨钢与钢焊接常用的焊接方法有氧－乙炔火焰钎焊、真空钎焊、电弧焊、惰性气体保护焊、摩擦焊、等离子弧焊、真空扩散焊和电子束焊等。 钨钢与钢焊接时有如下的特点。 ①线膨胀系数与钎焊裂纹的关系钨钢的尺寸比较小，一般是固定在一个比较厚大的钢支撑材料上使用。钎焊是把钨钢和基体金属连接在一起的有效焊接方法。钨钢的线膨胀系数（4.1～7.0×10-6/℃）与普通钢的线膨胀系数（12×10－6℃－1）相比差别很大，钨钢只有钢的1/3～1/2左右。加热时钨钢和钢都自由膨胀，但冷却时钢的收缩量比钨钢大得多。此时焊缝处于受压力状态，而在钨钢表面上则承受拉应力。如果残余应力大于钨钢的抗拉强度时，钨钢的表面就可能产生裂纹。这是钨钢钎焊时产生裂纹的最主要原因之一。 ②硬度与裂纹敏感性的关系钨钢的硬度与耐磨性和焊接裂纹敏感性成正比，钨钢的硬度越高，钎焊时产生裂纹的可能性越大。而且，一般精加工或超精加工所用的钨钢，在钎焊时容易发生裂纹。根据不同牌号的钨钢的硬度和强度大小可以判断钨钢的焊接裂纹敏感性，由差到好的排列顺序如下 YG类 YG3X，YG3，YG4，YG6X，YG6，YG8，YG11，YG15 YT类 YT60，YT30，YW1，YT15（YW2），YT14，YT5 以上两类钨钢，从左至右表明硬度和耐磨性逐渐降低，而强度和韧性增加，钎焊裂纹发生的可能性减小。 ③焊接残余应力的影响焊接区域的残余应力是一种潜在的危害，尽管焊接后钨钢工件上不一定能马上发现裂纹，但在随后的刃磨、保管或使用过程中却容易产生裂纹，造成工具报废。
硬质合金基础知识
硬质合金基础知识 1概述 1.1 硬质合金定义 硬质合金是由难熔金属硬质化合物和金属粘结剂经过粉末冶金方法而制成的。其中难熔金属化合物有碳化钨（WC）、碳化钛（TiC)、碳化铌(NbC)、碳化钽(TaC)等。粘结金属有铁（Fe)、钴(Co)、镍(Ni)等。 1.2 硬质合金的性能及用途 硬质合金具有熔点高、硬度高、屈服强度高；良好的耐磨性、导热性、抗腐蚀性、抗氧化性等特殊的优良性能，广泛地应用于切削刀具、耐磨零件、模具材料、矿用齿、石油控制件等方面。 1.3 硬质合金的分类 按照硬质合金的用途，可分为： （1）切削工具：用作各种各样的切削工具。如：焊接刀具、数控刀具、整体硬质合金钻头、PCB等。我国切削工具的硬质合金用量约占整个硬质合金产量的1/3。 （2）矿用工具：主要用于冲击凿岩用钎头，地质勘探用钻头，矿山油田用潜孔钻、牙轮钻以及截煤机截齿，建材工业冲击钻等。我国地矿用硬质合金约占硬质合金生产总量的25%。（3）模具：拉丝模、冷镦模、挤压模、冲压模、拉拔模以及轧辊等。用作各类模具的硬质合金约占硬质合金生产总量的8%， （4）结构零件：如压缩机活塞、车床夹头、磨床心轴、轴承轴颈等。 （5）耐磨零件：如喷嘴、导轨、柱塞、球、轮胎防滑钉、铲雪机板等。 （6）耐高压高温用腔体：顶锤、压缸等制品。 （7）其他用途：如表链、表壳、高级箱包的拉链头、硬质合金商标等。 2. 硬质合金生产流程
3 硬质合金性能与应用 硬质合金性能指标： 包括材质检测和外观尺寸检测。 ?密度D—密度是单位体积重量； ?硬度HRA、HV—表征合金抵抗变形和磨损的能力； ?相对磁饱和Ms%—现代硬质合金生产总碳控制是通过合金的磁饱和来实现的； ?矫顽磁力Hc—主要决定于钴层厚度，同时与钴相分布的均匀性和合金的碳含量有 关； ?抗弯强度TRS—表征合金在弯曲负荷的作用下，试样完全断裂时的极限强度。 ?冲击韧性a k—试样破断时的冲击消耗功与所测试样横截面积之比值。固溶度越大， 冲击韧性越大。 ?金相—微观结构特征和缺陷。微观结构特征包括合金相成份、平均晶粒度和粒度组 成，钴层厚度及其分布。缺陷包括孔隙度，夹杂，聚晶、夹粗、混料、钴池、渗碳、脱碳等。 ?尺寸——主要指合金的尺寸以及形位公差。 ?外观——主要指合金的外观颜色、缺口、掉边、凹坑等等。 如有侵权请联系告知删除，感谢你们的配合！
硬质合金钎焊
1.硬质合金 ?硬质合金是一种高生产率的工具材料，具有高硬度、高强度、耐磨损及良好的红硬 性等优异性能。用来制作刀具、模具、量具、采掘工具以及耐磨作为主要性能的各种零部件，在机械加工、地质勘探、矿山开采等工业领域得到广泛应用。 ?硬质合金价格昂贵且韧性差，使其难以生产较大尺寸、形状复杂的制品。而且许多 零件在使用时并不需要整体都用硬质合金制造，所以将硬质合金与韧性较好、强度较高、加工性能优异、廉价的钢连接起来具有重要的使用价值。 ?钎焊法是目前硬质合金与钢的主要焊接方法，近十年来，一些新的焊接方法如烧结 扩散焊、钨极惰性气体保护焊、激光焊等也在积极研究探索之中，将有可能在硬质合金的焊接中得到广泛的应用。 2.钎焊性 ?Ⅰ硬质合金的钎焊性是较差的。这是因为硬质合金的含碳量较高，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，硬质合金在钎焊的温度下容易氧化形成氧化膜，也会影响钎料的润湿。因此，钎焊前的表面清理对改善钎料在硬质合金上的润湿性是很重要的，必要时还可采取表面镀铜或镀镍等措施。 ?Ⅱ硬质合金钎焊中的另一个问题是接头易产生裂纹。这是因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，从而导致接头的开裂。因此，硬质合金与不同材料钎焊时，应设法采取防裂措施。 3.钎焊材料 硬质合金通常采用纯铜、铜锌和银铜钎料。 ?ⅰ纯铜：纯铜对各种硬质合金均有良好的润湿性，但需在氢的还原性气氛中钎焊才 能得到最佳效果。同时，由于钎焊温度高，接头中的应力较大，导致裂纹倾向增大。 采用纯铜钎焊的接头抗剪强度约为150MPa，接头塑性也较高，但不适用于高温工作。 ?ⅱ铜锌钎料：铜锌钎料是硬质合金最常用的钎料。为提高钎料的润湿性和接头的 强度，在钎料中常添加Mn、Ni、Fe等合金元素。例如B-Cu58ZnMn中就加有w(Mn)4％，使硬质合金钎焊接头的抗剪强度在室温达到300～320MPa：在320°C 时仍能维持220—240MPa。在B—Cu58ZnMn的基础上加入少量的Co，可使钎焊接头的抗剪强度达到350MPa，并且具有较高的冲击韧度和疲劳强度，显著提高了刀具和凿岩工具的使用寿命 ?ⅲ银铜钎料：银铜钎料的熔点较低，钎焊接头产生的热应力较小，有利于降低硬质 合金钎焊时的开裂倾向。为改善钎料的润湿性并提高接头的强度和工作温度，钎料中还常添加Mn、Ni等合金元素。例如B-Ag50CuZnCdNi钎料对硬质合金的润湿性极好，钎焊接头具有良好的综合性能。 4.焊前准备 ?①焊前应先检查硬质合金是否有裂纹、弯曲或凸凹不平等缺陷。钎焊面必须平整， 如果是球形或矩形的硬质合金钎焊面也应符合一定的几何形状，保证合金与基体之间有良好的接触，才能保证钎焊质量。 ?②对硬质合金进行喷砂处理，没有喷砂设备的情况下，可用手拿住硬质合金，在旋 转着的绿色碳化硅砂轮上磨去钎焊面上的氧化层和黑色牌号字母。如不去除硬质合
硬质合金与钢的焊接
硬质合金与钢的焊接 硬质合金是种高生产率的工具材料，是将高熔点、高硬度的金属碳化物粉末与黏结剂混合，用粉末冶金法压制成各种所需形状的工件。硬质合金与钢的焊接主要用于机械加工的刀具、刃具、模具、采掘工具和以耐磨作为主要性能的各种零部件，特点是可以节省大量的贵重金属，降低生产成本，提高零部件的使用寿命。 硬质合金工具在各工业部门已经得到广泛的应用，并收到了显著的效果。 1. 硬质合金的分类、用途及性能 硬质合金是金属碳化物粉末与钴的混合物，常用的金属碳化物是碳化钨、碳化钛、碳化铌和碳化钒等，均可使硬质合金具有高硬度和高耐磨性。硬质合金的黏结剂主要是金属钴或金属镍等，能保证硬质合金具有一定的强度和韧性。 1.1 硬质合金的分类及用途 （1）常用硬质合金的分类、成分及用途 我国常用硬质合金的分类、化学成分、使用性能及用途见表1。我国生产的硬质合金分为YT和YG两大类。YT类是由碳化钛、碳化钨和钴等组成，主要成分为WC、TiC和Co，多用于制作切削钢材的刀具。YG类是碳化钨和钴的合金，主要成分是WC和Co，多用于制造切削铸铁件、淬火钢、不锈钢等的刀具，以及用于制造各种硬质合金量具、模具、地质采矿和石油钻井用的采掘工具等。此外，还有YW类加入少量碳化钽或碳化铌等贵重金属碳化物的钛钨钴类硬质合金，用做切削特殊耐热合金材料的刀具。
表1 常用硬质合金的分类、化学成分使用性能及用途
（2）用于各类工具的硬质合金 另一种分类方法是将用于切削、采掘等用途的各类硬质合金分为金属瓷硬质合金和钢结硬质合金两类。 ①金属瓷硬质合金将难熔的金属碳化物粉末（如WC、TiC等）和黏结剂（如Co、Ni等）混合，加压成形，经烧结而成的粉末冶金材料。例如生产中应用最广泛的钨钴类硬质合金（YG3、YG6、YG8等）和钨钴钛类硬质合金（YT5、YT15、YT30等）。这类硬质合金的刀具耐高温、耐磨损，广泛用于制造量具、模具，也用于制造钎头、钻头等。
硬质合金刀具牌号
焊接刀、焊接刀片：A1型：A116、A118、A120、A122、A125、A130、A136、A140等 A2型：A216 A220 A225等 A3型：A315 A320 A325 A330 A340等 A4型：A416 A420 A425 A430等 B2型：B214 B216 B220 B225等 C1型：C116 C120 C122 C125等 C3型：C304 C305 C306 C308 C310 C312 C316等 C4型：420 C425 C430 C435等 D2型：D216 D220 D224 D226 D228 D230等 E3型：E325 E330等 F2型：F216 F216A F220 F230 F230A等 机夹刀片主要型号： 3A型：31305A 31605A等 3C型：31303C 31603C等 3D型：31303D 31603D 31903D等 3V型：31305V 31310V 31320V 31605V 31610V 31620V等 C-H型：C1610H6 C1610H6Z C1910H6 C1910H6Z等 T3A型：T31305A T31605A T31905A等 T3F型：T31305F T31605F T31905F等 T3V型：T31305V T31310V T31605V T31610V T31910V等 4A型：41305A 41315A 41605A 41905A等 4F型：41305F 41605F 41905F等 4H型：41305H 41605H 41905H 41910H 42210H8 42510H8等 4V型：41305V 41310V 41605V 41610V 41620V等 铣刀片主要型号： 3-0型：313100 316100等 3-8型：313058 313108等 3-11型：3100511 3130511 3131011等 4-0型：413050 413100 416050 416100 419100 419200等 4-8型413058 416058 416108 416158 419108等 4-11型：4130511 4131011 4160511 4161011 4161511 4191011等 G3-0型：G307050 G310050 G313050 G316050等
刀具基础知识及应用考试题-刀父
《刀具基础知识及应用》试题 考试时间：60分钟总分：100分 姓名：部门：得分： 一、填空题（每空1分，共30分） 1．刀具材料的种类很多，常用的金属材有高速钢、；非金属材料 有金刚石、、等。 2．材料的硬度主要有洛氏硬度、、等。 3．金属材料热处理方式有、、、。 4．钻头的钻芯形状有、两种。 5.车削刀具的‘两刃’指的是、。 6．用来作为刀具钝化的材料主要有、。 7．刀具涂层工艺的方法有磁控离子溅射、两种。 8.切削是一个从弹性变形-- --挤裂--切离的过程。 9.硬质合金的主要化学成分是、。 10．高速钢与硬质合金相比，强度高韧性好的是材料，硬度高、 脆性大的是材料。 11．下图1中刀具周刃标注参数中，19 指的是，Φ7.2指的 是，0.4±0.05指的是；下图2中刀具端刃标注参数中， 2 指的是，6 指的是，35 指的是；下图3中刀具 标注参数中，60±1指的是，12 -0.005/-0.015指的是， 2.7 +0.5/-0 指的是。 图1 图2
图3 二、判断题：（在题末括号内作记号：“√”表示对，“×”表示错）（每题2分，共20分） 1．刀具寿命的长短、切削效率的高低与刀具材料切削性能的优劣有关（）2．积屑瘤的产生在精加工时要设法避免，但对粗加工有一定的好处。（）3．刀具的磨钝出现在切削过程中，是刀具在高温高压下与工件及切屑产生强烈摩擦，失去正常切削能力的现象。（）4．刀具材料的硬度越高，强度和韧性越低。（）5．当粗加工、强力切削或承冲击载荷时，要使刀具寿命延长，必须减少刀具摩擦，所以后角应取大些。（） 6.当工件表面有硬皮时，宜采用逆铣方式。（） 7.切削加工中使用切削液目的是降低切削温度、润滑、冲洗切屑。（） 8.立铣刀刃长越短，刚性越高，在切削过程中不容易发生弯曲和震动，提 高加工的精度。（） 9.钻头顶角越大，轴向力越大，但毛刺力矩减少。（） 10.一般硬质合金的硬度在92-94HRC。（） 三、选择题（将正确答案填在空格内）（每题2分，共20分） 1.切削刃形状复杂的刀具有（）材料制造较合适。 A.硬质合金 B、人造金刚石 C、陶瓷 D、高速钢 2．刀具磨损过程的三个阶段中，作为切削加工应用的是( )阶段。 A.初期磨损 B.正常磨损 C.急剧磨损 3.丝锥是用于加工各种( )螺纹的标准刀具。 A.内 B.外 C.内、外 4．加工塑性材料、软材料时刀具前角应________；加工脆性材料、硬材料时
硬质合金的焊接工艺现状与展望
硬质合金的焊接工艺现状与展硬质 合金的焊接工艺现状与展望 高频感应钎焊，硬质合金钎焊，高频感应加热设备硬质合金是一种以难熔金属化合物（WC、TaC、TiC、NbC等）为基体，以过渡族金属（Co，Fe, Ni）为粘结相，通过粉末冶金方法制备的金属陶瓷工具材料，它具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐磨损、耐腐蚀、热膨胀系数小以及化学性质较为稳定等优点，广泛应用于切削工具、耐磨零件、采矿与筑路工程机械等领 域【1】。 硬质合金的材质脆硬、韧性差而且价格高，这些因素使其难以被制成大尺寸、形状复杂的构件加以应用，而硬质合金与钢体材质的焊接是弥补其不足的
主要方法，合适可靠的焊接技术正在不断拓展它的应用范围。因此，欲更好更合理地应用硬质合金，必须了解它的性能特点，根据其用途的不同而选择合适的焊接工艺。 1硬质合金的焊接性 由于与硬质合金相焊的基体材料一般是碳素钢，硬质合金与之相比具有较小的热膨胀系数和较低的热导率，因此焊接时容易出现以下问题： 1）焊接裂纹 硬质合金的热膨胀系数较小，一般为钢的1/2? 1/3，硬质合金和钢材焊后由于不能同步收缩，会在焊缝区形成很高的残余应力，且在硬质合金上多为拉应力，由此导致硬质合金开裂。焊接应力是钎焊硬质合金时出现裂纹以及接头低应力断裂的主要原因【2】。 2）焊缝脆化 主要是在焊缝区形成M6C型复合碳化物n相， 其中M包含W、Fe、Co、Ni等元素，主要原因是硬
质合金与钢进行焊接时，硬质合金中的碳向钢侧扩散，使硬质合金中含碳量降低而形成n 相【3】。焊缝脆化导致接头的抗弯强度低。 3）气孔、夹渣及氧化 这主要是出现在钎焊接头中。当加热温度过高时，造成钎缝氧化及焊料成分的严重烧损；而加热温度偏低，则钎料流动性不好，形成虚焊，且焊缝内留有大量气孔和夹渣，以至严重降低焊缝强度 【4,5】。 2硬质合金的焊接方法与工艺要素 由于硬质合金与碳素钢之间的物理性能相差较大，目前钎焊和扩散焊仍然是可行而又实用焊接方法。此外一些新的焊接方法如钨极惰性气体保护电弧焊仃IG),电子束焊(EBW)，激光焊(LBW) 等也在积极的研究探索之中，将有可能在硬质合金的焊接中得到应用。 2.1钎焊
硬质合金的焊接特点
硬质合金的焊接特点 硬质合金主要制造刀具、量具、模具、采掘工具已经整体刀具等双金属结构。切削部分为硬质合金，基体为碳素钢或低合金钢，通常为中碳钢。这类工件在工作时受到了相当大的应力作用，特别是压缩弯曲、冲击或交变载荷，要求接头强度高、质量可靠。硬质合金具有高硬度和耐磨性好的特点，但也存在脆性高、韧性差等缺点。 大部分硬质合金工具是采用焊接的方法相切在中碳钢或低合金钢基体上使用，焊接工艺与硬质合金的使用性能密切相关，焊接性能好坏直接影响到硬质合金的使用效果。 一般焊接的特点 硬质合金含有较高含量的碳化物和合金元素，虽然可以进行焊接加工，但焊接时容易出现组织和裂纹。必须采用有限的工艺措施，才能获得满意的焊接接头。生产中硬质合金与钢的焊接常用的方法有;氧 硬质合金与钢焊接时如有下的特点 线膨胀系数与焊接裂纹的关系 硬质合金的尺寸较小，一般是固定在一个比较厚大的钢支撑材料上使用。钎焊是把硬质合金和基体金属连接在一起的焊接方法。硬质合金的线膨胀系数（401~7.0*10）与普通钢的线膨胀系数相比差别很大，硬质合金只有钢为，线膨胀系数的差异是嵌缝冷却时产生很大应力，导致裂纹产生。 加热时硬质合金和钢都自由膨胀，但冷却时钢的收缩量比硬质合金大得多，此时焊缝处于手压应力的状态，而在硬质合金表面上则承受拉应力。如果残余应力大于硬质合金抗拉强度或抗裂性要求是，硬质合金的表面就可能产生裂纹，这是硬质合金钎焊是产生裂纹的最主要原因之一。 硬度与裂纹敏感性的关系 硬质合金的硬度与耐磨性和焊接裂纹敏感性成正比，硬质合金的硬度越高，钎焊时产生裂纹的可能性越大，而且一般精加工或超精加工所用的硬质合金，在钎焊时容易发生裂纹，根据不同牌号的硬质合金的硬度和强度大小可以判断硬质合金的焊接裂纹敏感性，其由差到好的排列顺讯如下：
硬质合金刀具采购合同范本
合同合同编号： 项目名称： 需方： 供方： 签订时间：
合同书 合同编号： 1.合同供货名称： 2.名称、规格型号、数量、材质: 3.合同总价：（含税） 4.交货期及交货方式 4.1 交货期： 在签订合同后30天到货。 4.2 交货地点： 4.3 运输方式：货物发到指定地点。 4.4 货物包装须适合多次搬运、防腐、防变形，防挤压磕碰，包装物不回收，不另收费。 4.5 供方负责将所供全部货物安全运抵合同交货地点。 5.到货验收
5.1 货物到货后，供方通知需方，供方必须携带“技术协议”及图纸和有关资料到交货地点与需方一起按合同验货，并在验货报告上签字。 5.2 货物验货缺损问题，按以下原则办理： 5.2.1 在验货之前(包括公路、铁路运输过程中)出现的货物缺、损、丢失件等由供方负责解决(包括索赔事宜)，费用由供方承担。 5.2.2 验货过程中出现的缺、损、丢失、质量不合格等，供方须按合同要求补发，费用由供方负责。 6. 质量 6.1 质量验收按本合同“技术协议”及图纸规定执行。 6.2 质保期一年，质保期出现的货物质量问题，供方负责实行“三包”。由于供方原因出现重大质量问题，除质保期顺延外，造成的经济损失，供方还将承担相应的赔偿。由于需方责任造成的货物损坏，供方负责维修，合理收费。 6.3 供方保证所提供的设计、选材、加工制造、检验、验收要符合技术协议规定要求。 6.4 供方在规定的质量保证期负责实行“三包”，应对由于设计、制造、工艺或材料的缺陷所发生的质量问题负责，并免费修理和更换有缺陷的部分。 7. 费用结算方式与支付时间 7.1货物到货验货符合合同和技术协议要求，刀具调试验收合格后20日，支付合同金额的60%，计5.1万元(人民币)；刀具试用期
常用刀具材料分类特点及应用
金属切削原理读书报告 常用刀具材料分类特点及应用 姓名： 班级： 学号： 2014年5月7日
摘要 本文在阅读有关论文和专著的基础上对现阶段常用的刀具材料进行了总结和分析，总结出了碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方碳化硼等刀具材料的特点及应用范围，同时针对几种常见的切削工序中刀具材料的应用做了简单的分析。
目录 摘要 (1) 1刀具材料的发展历史 ......................................................... 错误!未定义书签。 2 常用刀具材料及特点 ........................................................ 错误!未定义书签。 碳素工具钢 ................................................................... 错误!未定义书签。 合金工具钢 ................................................................... 错误!未定义书签。 高速钢 ........................................................................... 错误!未定义书签。 硬质合金 ....................................................................... 错误!未定义书签。 陶瓷 ............................................................................... 错误!未定义书签。 超硬材料 ....................................................................... 错误!未定义书签。 3 刀具材料的典型应用 ........................................................ 错误!未定义书签。 工件材料与刀具材料 ................................................... 错误!未定义书签。 加工条件与刀具材料 ................................................... 错误!未定义书签。 4 总结 .................................................................................... 错误!未定义书签。 5 参考文献 ............................................................................ 错误!未定义书签。
硬度的基本知识与各种硬度的详细介绍
硬度的基本知识与各种硬度的详细介绍 中文名称：硬度 英文名称：grade;hardness 硬度的几个定义： 定义1：表示磨粒从结合剂中完全脱离的难易程度。 所属学科： 机械工程（一级学科）；磨料磨具（二级学科）；磨料磨具一般名词（三级学科） 定义2：水沉淀肥皂的能力，大体反映水中钙、镁离子的含量。钙镁浓度的总和称为总硬度，以每升水含碳酸钙的毫克数或毫克当量表示。 所属学科： 生态学（一级学科）；水域生态学（二级学科） 定义3：固体材料对外界物体压陷、刻划等作用的局部抵抗能力，是衡量材料软硬程度的一个指标。 所属学科： 水利科技（一级学科）；工程力学、工程结构、建筑材料（二级学科）；工程力学（水利）（三级学科）
度不同，撞击后的反弹速度也不同。在冲击装置上安装有永磁材料，当冲击体上下运动时，其外围线圈便感应出与速度成正比的电磁信号，再通过电子线路转换成里氏硬度值。 5.肖氏硬度 简称HS。表示材料硬度的一种标准。由英国人肖尔(Albert F.Shore)首先提出。 应用弹性回跳法将撞销从一定高度落到所试材料的表面上而发生回跳。撞销是一只具有尖端的小锥，尖端上常镶有金刚钻。测试数值为1000x撞销返回速度/撞销初始速度（即为碰撞前后的速度比乘以1000） 6.巴氏硬度 巴柯尔(Barcol)硬度(简称巴氏硬度), 最早由美国Barber-Colman公司提出，是近代国际上广泛采用的一种硬度门类，一定形状的硬钢压针，在标准弹簧试验力作用下，压入试样表面，用压针的压入深度确定材料硬度，定义每压入0.0076mm为一个巴氏硬度单位。巴氏硬度单位表示为HBa。 7.努氏硬度 努氏硬度是作为绝对数值而测得的硬度，主要在加工方面使用该数值。一般来说，金刚石的努氏硬度为7000~8000千克/平方毫米 8.韦氏硬度 一定形状的硬钢压针，在标准弹簧试验力作用下压入试样表面，用压针的压入深度确定材料硬度，定义0.01mm的压入深度为一个韦氏硬度单位。韦氏硬度单位表示为HW。 编辑本段钢材的硬度 金属硬度(Hardness)的代号为H。按硬度试验方法的不同， 常规表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC较为常用。 HB应用范围较广，HRC适用于表面高硬度材料，如热处理硬度等。两者区别在于硬度计之测头不同，布氏硬度计之测头为钢球，而洛氏硬度计之测头为金刚石。 HV-适用于显微镜分析。维氏硬度(HV) 以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值(HV)。 HL手提式硬度计，测量方便，利用冲击球头冲击硬度表面后，产生弹跳；利用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度，公式：里氏硬度HL=1000×VB（回弹速度）/ VA（冲击速度）。 便携式里氏硬度计用里氏（HL）测量后可以转化为：布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、肖氏（HS）硬度。或用里氏原理直接用布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）、肖氏（HS）测量硬度值。 其他 1.HRC含意是洛氏硬度C标尺， 2.HRC和HB在生产中的应用都很广泛 3.HRC适用范围HRC 20－－67，相当于HB225－－650 若硬度高于此范围则用洛氏硬度A标尺HRA。 若硬度低于此范围则用洛氏硬度B标尺HRB。 布氏硬度上限值HB650,不能高于此值。 4.洛氏硬度计C标尺之压头为顶角120度的金刚石圆锥，试验载荷为一确定值，中国标准是150公斤力。 布氏硬度计之压头为淬硬钢球（HBS)或硬质合金球（HBW），试验载荷随球直径不同而不同，从3000到31.25公斤力。
硬质合金的焊接工艺现状与展望
硬质合金的焊接工艺现状与展望 高频感应钎焊，硬质合金钎焊，高频感应加热设备 硬质合金是一种以难熔金属化合物(WC、TaC、TiC、NbC等)为基体，以过渡族金属(Co，Fe，Ni)为粘结相，通过粉末冶金方法制备的金属陶瓷工具材料，它具有高强度、高硬度、高弹性模量、耐磨损、耐腐蚀、热膨胀系数小以及化学性质较为稳定等优点，广泛应用于切削工具、耐磨零件、采矿与筑路工程机械等领域【1】。 硬质合金的材质脆硬、韧性差而且价格高，这些因素使其难以被制成大尺寸、形状复杂的构件加以应用，而硬质合金与钢体材质的焊接是弥补其不足的主要方法，合适可靠的焊接技术正在不断拓展它的应用范围。因此，欲更好更合理地应用硬质合金，必须了解它的性能特点，根据其用途的不同而选择合适的焊接工艺。 1硬质合金的焊接性 由于与硬质合金相焊的基体材料一般是碳素钢，硬质合金与之相比具有较小的热膨胀系数和较低的热导率，因此焊接时容易出现以下问题： 1)焊接裂纹 硬质合金的热膨胀系数较小，一般为钢的1/2～1/3，硬质合金和钢材焊后由于不能同步收缩，会在焊缝区形成很高的残余应力，且在硬质合金上多为拉应力，由此导致硬质合金开裂。焊接应力是钎焊硬质合金时出现裂纹以及接头低应力断裂的主要原因【2】。 2)焊缝脆化 主要是在焊缝区形成M6C 型复合碳化物η相，其中M包含W、Fe、Co、Ni等元素，主要原因是硬质合金与钢进行焊接时，硬质合金中的碳向钢侧扩散，使硬质合金中含碳量降低而形成η相【3】。焊缝脆化导致接头的抗弯强度低。 3)气孔、夹渣及氧化 这主要是出现在钎焊接头中。当加热温度过高时，造成钎缝氧化及焊料成分的严重烧损;而加热温度偏低，则钎料流动性不好，形成虚焊,且焊缝内留有大量气孔和夹渣，以至严重降低焊缝强度【4,5】。 2硬质合金的焊接方法与工艺要素 由于硬质合金与碳素钢之间的物理性能相差较大，目前钎焊和扩散焊仍然是可行而又实用焊接方法。此外一些新的焊接方法如钨极惰性气体保护电弧焊(TIG),电子束焊(EBW)，激光焊(LBW)等也在积极的研究探索之中，将有可能在硬质合金的焊接中得到应用。 2.1 钎焊 钎焊是一种传统且广泛应用的硬质合金焊接方法，它的工艺成熟可靠，依据加热方式的不同分以下一些工艺方法： 1)火焰钎焊
硬质合金刀具材料的研究现状与发展思路
硬质合金刀具材料的研究现状与发展思路 作者：佚名来源：不详发布时间：2008-11-21 23:35:38 发布人：admin 减小字体增大字体 材料、结构和几何形状是决定刀具切削性能的三要素，其中刀具材料的性能起着关键性作用。国际生产工程学会(CIRP)在一项研究报告中指出：“由于刀具材料的改进，允许的切削速度每隔10年几乎提高一倍”。刀具材料已从20世纪初的高速钢、硬质合金发展到现在的高性能陶瓷、超硬材料等，耐热温度已由500～600℃提高到1200℃以上，允许切削速度已超过1000m/min，使切削加工生产率在不到100 年时间内提高了100多倍。因此可以说，刀具材料的发展历程实际上反映了切削加工技术的发展史。 常规刀具材料的基本性能 1) 高速钢 1898 年由美国机械工程师泰勒(F.W.Taylor)和冶金工程师怀特(M.White)发明的高速钢 至今仍是一种常用刀具材料。高速钢是一种加入了较多W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢，其含碳量为0.7%～1.05%。高速钢具有较高耐热性，其切削温度可达600℃，与碳素工具钢及合金工具钢相比，其切削速度可成倍提高。高速钢具有良好的韧性和成形性，可用于制造几乎所有品种的刀具，如丝锥、麻花钻、齿轮刀具、拉刀、小直径铣刀等。但是，高速钢也存在耐磨性、耐热性较差等缺陷，已难以满足现代切削加工对刀具材料越来越高的要求；此外，高速钢材料中的一些主要元素(如钨)的储藏资源在世界范围内日渐枯竭，据估计其储量只够再开采使用40～60年，因此高速钢材料面临严峻的发展危机。 2) 陶瓷 与硬质合金相比，陶瓷材料具有更高的硬度、红硬性和耐磨性。因此，加工钢材时，陶瓷刀具的耐用度为硬质合金刀具的10～20倍，其红硬性比硬质合金高2～6倍，且化学稳定性、抗氧化能力等均优于硬质合金。陶瓷材料的缺点是脆性大、横向断裂强度低、承受冲击载荷能力差，这也是近几十年来人们不断对其进行改进的重点。 陶瓷刀具材料可分为三大类：①氧化铝基陶瓷。通常是在Al2O3基体材料中加入TiC、WC、ZiC、TaC、ZrO2等成分，经热压制成复合陶瓷刀具，其硬度可达93～95HRC，为提高韧性，常添加少量Co、Ni等金属。②氮化硅基陶瓷。常用的氮化硅基陶瓷为Si3N4+TiC+Co复合陶瓷，其韧性高于氧化铝基陶瓷，硬度则与之相当。③氮化硅—氧化铝复合陶瓷。又称为赛阿龙(Sialon)陶瓷，其化学成分为77%Si3N4+13%Al2O3，硬度可达1800HV，抗弯强度可达1.20GPa，最适合切削高温合金和铸铁。 3) 金属陶瓷 金属陶瓷与由WC构成的硬质合金不同，主要由陶瓷颗粒、TiC和TiN、粘结剂Ni、Co、M o等构成。金属陶瓷的硬度和红硬性高于硬质合金，低于陶瓷材料；其横向断裂强度大于
五金料基础知识
五金料基础知识 一、五金原料知识： （一）、概念： 1、金属材料（metal materials ）： 以金属(包括合金与纯金属)为基础的材料。可分为钢铁材料和有色金属材料两大类。 2、种类： 3、性能： 热加工条件下表现出来的性能。 由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。 ②所谓使用性能： 是指机械零件在使用条件下，金属材料表现出来的性能，它包括力学性能、物理性能、化学性能等。 常用的力学性能包括：强度、塑性、硬度、冲击韧性、多次冲击抗力和疲劳极限等。 （二）、金属材料特质： 1、疲劳 许多机械零件和工程构件，是承受交变载荷工作的。在交变载荷的作用下，虽然应力水平低于材料的屈服极限，但经过长时间的应力反复循环作用以后，也会发生突然脆性断裂，这种现象叫做金属材料的疲劳。 金属材料疲劳断裂的特点是： ⑴载荷应力是交变的； ⑵载荷的作用时间较长； ⑶断裂是瞬时发生的；
麻点剥落或表面压碎剥落，从而造成机件失效破坏。 2、塑性 形而不破坏。一般把延伸率大于百分之五的金属材料称为塑性材料（如低碳钢等），而把延伸率小于百分之五的金属材料称为脆性材料（如灰口铸铁等）。塑性好的材料，它能在较大的宏观范围内产生塑性变形，并在塑性变形的同时使金属材料因塑性变形而强化，从而提高材料的强度，保证了零件的安全使用。此外，塑性好的材料可以顺利地进行某些成型工艺加工，如冲压、冷弯、冷拔、校直等。因此，选择金属材料作机械零件时，必须满足一定的塑性指标。 3、耐久性 常导致突然破断。混凝土中的高强度钢筋（钢丝）可能发生这种破坏。 4、硬度
硬质合金刀具科普知识【绝对干货】
内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 刀具是机械制造中用于切削加工的工具，又称切削工具。广义的切削工具既包括刀具，还包括磨具。绝大多数的刀具是机用的，但也有手用的。由于机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料，所以"刀具"一词一般就理解为金属切削刀具。切削木材用的刀具则称为木工刀具。 刀具的发展在人类进步的历史上占有重要的地位。中国早在公元前28～前20世纪，就已出现黄铜锥和紫铜的锥、钻、刀等铜质刀具。战国后期(公元前三世纪)，由于掌握了渗碳技术，制成了铜质刀具。当时的钻头和锯，与现代的扁钻和锯已有些相似之处。 然而，刀具的快速发展是在18世纪后期，伴随蒸汽机等机器的发展而来的。1783年，法国的勒内首先制出铣刀。1792年，英国的莫兹利制出丝锥和板牙。有关麻花钻的发明早文献记载是在1822年，但直到1864年才作为商品生产。 那时的刀具是用整体高碳工具钢制造的，许用的切削速度约为5米/分。1868年，英国的穆舍特制成含钨的合金工具钢。1898年，美国的泰勒和．怀特发明高速钢。1923年，德国的施勒特尔发明硬质合金。 在采用合金工具钢时，刀具的切削速度提高到约8米/分，采用高速钢时，又提高两倍以上，到采用硬质合金时，又比用高速钢提高两倍以上，切削加工出的工件表面质量和尺寸精度也大大提高。
由于高速钢和硬质合金的价格比较昂贵，刀具出现焊接和机械夹固式结构。1949～1950年间,美国开始在车刀上采用可转位刀片，不久即应用在铣刀和其他刀具上。1938年，德国德古萨公司取得关于陶瓷刀具的专利。1972年，美国通用电气公司生产了聚晶人造金刚石和聚晶立方氮化硼刀片。这些非金属刀具材料可使刀具以更高的速度切削。 1969年，瑞典山特维克钢厂取得用化学气相沉积法，生产碳化钛涂层硬质合金刀片的专利。1972年，美国的邦沙和拉古兰发展了物理气相沉积法，在硬质合金或高速钢刀具表面涂覆碳化钛或氮化钛硬质层。表面涂层方法把基体材料的高强度和韧性，与表层的高硬度和耐磨性结合起来，从而使这种复合材料具有更好的切削性能。 刀具按工件加工表面的形式可分为五类。加工各种外表面的刀具，包括车刀、刨刀、铣刀、外表面拉刀和锉刀等；孔加工刀具，包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等；螺纹加工工具，包括丝锥、板牙、自动开合螺纹切头、螺纹车刀和螺纹铣刀等；齿轮加工刀具，包括滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮加工刀具等；切断刀具，包括镶齿圆锯片、带锯、弓锯、切断车刀和锯片铣刀等等。此外，还有组合刀具。 按切削运动方式和相应的刀刃形状，刀具又可分为三类。通用刀具，如车刀、刨刀、铣刀(不包括成形的车刀、成形刨刀和成形铣刀)、镗刀、钻头、扩孔钻、铰刀和锯等；成形刀具，这类刀具的刀刃具有与被加工工件断面相同或接近相同的形状，如成形车刀、成形刨刀、成形铣刀、拉刀、圆锥铰刀和各种螺纹加工刀具等；展成刀具是用展成法加工齿轮的齿面或类似的工件，如滚刀、插齿刀、剃齿刀、锥齿轮刨刀和锥齿轮铣刀盘等。 各种刀具的结构都由装夹部分和工作部分组成。整体结构刀具的装夹部分和工作部分都做在刀体上；镶齿结构刀具的工作部分(刀齿或刀片)则镶装在刀体上。 刀具的装夹部分有带孔和带柄两类。带孔刀具依靠内孔套装在机床的主轴或心轴上，借助轴向键或端面键传递扭转力矩，如圆柱形铣刀、套式面铣刀等。
硬质合金的真空钎焊工艺
硬质合金的真空钎焊工艺 冯胜利，蒋邻 （庆安制冷有限公司，陕西西安，710077） 摘要：介绍了活门套组件真空钎焊过程中所存在的工艺难点，及解决这一难点所做的工艺改进工作和试验研究，成功地解决了由于硬质合金与合金钢之间的热膨胀系数相差较大，在真空钎焊过程中因吸热、散热不一致产生应力而引起硬质合金开裂的问题；分析了工艺过程中发生了脱焊、开裂现象，及其影响钎焊接头质量的因素，对发生的故障做了充分的失效分析；介绍了采用划线--压持定位钎焊夹具，解决钎焊定位精度的方法。目前按此工艺方案生产出几批零组件，整机装配使用，效果良好。 关键词：硬质合金；真空钎焊；应力补偿；焊接定位 0 引言 防喘调节器是发动机的重要调节部件。防喘调节器通过飞重组件感受发动机变化着的转速，控制分油活门轴向位移，输出液压功率，对发动机的流场进行调节，以适应不同的飞行姿态，防止发动机喘振。 1 产品要求 活门分组件通过锥形销与活门连接组成活门组件，工作时它在飞重组件的带动下，以3000 r/min的高速旋转同时轴向运动分配油液。因此，活门套分组件是防喘调节器的核心部件。 活门分组件见图1。它是由1 号活门套(25Cr3MoA)、2 号内垫圈（1Cr12Ni3MoVN）、3 号耐磨圈（YG6）和4号耐磨片（YG6）组成。产品要求：活门套与耐磨片选用Cu3无氧铜（200 目粉状）作钎料在真空炉内焊接，定位焊要求三耐磨片对成均布（安装中心相距120°±1°）其角向位移量不大于0.38 mm，如图1 所示。焊后900℃±20℃淬火和600℃+20℃回火处理，再将该焊件按尺寸机加成形；先将内垫圈与耐磨圈选用HLAgCdZnCu(25-16-17) 银铜锌镉焊料片，采用高频钎焊焊接。最后采用J-27H 粘结剂连接在活门套组件上，见组件产品图2。