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YG6C硬质合金与5CrMnMo钢真空钎焊及真空热处理一体化工艺研究

作　者: 刘秋国
导　师: 王海龙
学　校: 江苏科技大学
专　业: 材料学
关键词: 硬质合金热作模具钢真空钎焊真空热处理 YG6C 5CrMnMo CuMnCo
分类号: TG454
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

本文采用CuMnCo钎料,对YG6C 硬质合金和5CrMnMo钢进行了真空钎焊及真空热处理一体化工艺研究。通过润湿性试验、三点弯曲试验、扫描电镜(SEM)以及能谱分析(EDS)等分析手段,研究了钎焊温度、钎焊间隙、Ni中间层厚度及焊后热处理对钎焊接头显微组织和力学性能的影响,从而优化钎焊工艺参数。湿润性试验表明:CuMnCo钎料在母材YG6C硬质合金和5CrMnMo钢均表现出良好的润湿性。随着钎焊温度的升高,润湿角越来越小,说明钎料在两母材上的润湿性均得到改善,且钎料对钢的润湿性要比对硬质合金的好。钎焊温度对接头的组织和力学性能有着显著地影响。在所研究的钎焊温度范围内,钎缝组织由钎缝中心区和两侧界面反应区组成,钎缝中心区为硬度较低、塑性良好的Cu-Mn基固溶体,两侧界面反应区为硬度较高、塑性较差的Fe-Co基固溶体。若钎焊温度较低,钎料流动性差,润湿性不佳,元素扩散不充分,在界面反应区只能形成较少的反应产物,接头冶金结合作用不强,故接头性能较差;当温度过高时,则钎料和母材间元素的扩散和反应能力加强,界面反应区产生了过多的Fe-Co基固溶体,使得钎缝组织塑性降低,接头残余应力得不到有效地释放,也使接头强度下降。本实验得出最佳钎焊温度为1080℃,接头抗弯强度可达到418MPa。当钎焊间隙过小时,元素通过长程扩散易于越过钎缝,界面冶金作用强烈,界面区反应产物Fe-Co基固溶体过多,钎缝组织塑性较差,接头残余应力得不到充分释放,导致接头性能较差。而间隙过大时,Fe、Co元素长程扩散越过钎缝困难,接头界面处难以形成良好的冶金结合,也使得接头强度降低。实验表明在钎焊温度1080℃,最佳钎焊间隙为0.2mm。加Ni中间层试验结果表明:无论中间层较薄或较厚,得到的接头强度都比未加中间层时的强度低,这主要是由于Ni层阻碍了Fe、Co等元素的长程扩散,使得接头硬质合金侧界面处不能够形成良好的冶金结合,故接头性能较差。经过淬火处理后,接头抗弯强度有所提高,主要是由于奥氏体转变为马氏体,钢体积膨胀抵消了部分残余应力。而回火处理后,改善了钢的综合性能,接头性能也得到进一步地提高。实验表明:YG6C硬质合金与5CrMnMo钢采用真空钎焊及真空热处理一体化工艺,既提高了接头性能,又节约能源,因此具有合理性和可行性。

YG6C硬质合金与5CrMnMo钢真空钎焊及真空热处理一体化工艺研究

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