1。2 钎料
钎料是钎焊时的填充材料,被钎焊件依靠熔化的钎料连接起来,钎料本身的性能及其与母材间的相互作用在很大程度上决定了钎焊接头的性能。为了满足接头性能和钎焊工艺的要求,钎料一般应满足以下几个基本要求:
钎料的熔化温度要比母材低,因此焊接时应根据母材的熔点选用合适的钎料;
一定的焊接温度下,钎料应该具有良好的润湿性和铺展性能,确保其能够充分填充接头的间隙;
选择钎料的时候应该注意成本,使用过程中要符合环境保护的要求。
1。2。1 钎料的分类
钎料按照熔点可分为三类,熔点在450℃以下的叫做软钎料,高于450℃叫做硬钎料,高于950℃称为高温钎焊,如图1-1所示。
图1-1 按钎焊熔点不同钎料的分类
1。2。2 高温钎料BNi-2
本文中所使用的钎料为高温钎料,熔化温度在950℃以上。高温钎料由于钎焊温度高,钎料与母材的作用强烈,要求钎料具有一定的抗高温性能,如抗氧化性能。高温钎焊时,常用的钎料有镍基、钯基、金基以及其他基钎料。本文试验中使用的是BNi-2钎料,属于镍基钎料。镍基钎料以Ni为基体,并添加能降低其熔点及提高热强度的元素组成。镍基钎料具有优良的抗腐蚀性和耐热性,钎焊接头可以承受工作温度高达1000℃,常用于钎焊不锈钢,镍基合金和钴基合金等。镍基钎料中含有较多的Si、B、P等非金属元素,比较脆,常以棒状、粉状使用,但近年来已研制成非晶态钎料。Ni基的钎料特别适合真空管的钎焊,这是因为钎料的蒸汽很低的缘故。Ni基钎料中不含有Ag、Cd、Zn或者其他高蒸气压元素。
BNi-2为镍基钎料的一种,主要组成元素以Ni为主,其次还含有降熔元素B和Si,以及其他元素。常用于钎焊不锈钢,是马氏体不锈钢,奥氏体不锈钢和沉淀硬化高温合金等材料做母材时的首选钎料。钎料可以为棒状,粉状等形式。BNi-2熔化温度过低,可以在较低的温度下进行焊接试验,也可以用它来焊接薄板,只是因为钎料与母材的作用被减弱了。它还有一个特点就是具有良好的流动性,这对钎焊是有利的。
1。3 将WC固结于母材表面的方法
将WC固结与母材表面以提高材料的表面性能,并对材料有一定的保护作用,在工业上,常常使用热喷涂、熔焊、钎焊等方法将WC固结与母材的表面以提高涂层的耐磨性。
1。3。1 热喷涂文献综述
热喷涂是利用某种热源,如电弧、等离子喷涂或燃烧火焰等,将粉末状或丝状的金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态,这些熔化或者半熔化状态的金属沉积到机体表面,形成某种喷涂沉积层的一种技术。
目前制备 WC涂层的热喷涂方法主要有等离子喷涂(APS)、爆炸喷涂(D- Gun)、冷喷涂(Cold Spray)及超音速火焰喷涂(HVOF)四种方法[6]。但是利用热喷涂技术制备WC涂层存在着明显的缺陷:涂层与基体的结合强度不高。
1。3。2 堆焊
堆焊是用电焊或气焊法把金属熔化,堆在工具或机器零件上的焊接法。通常用来修复磨损和崩裂部分。
堆焊制备WC涂层的方法是:将WC粉末与钎粉按一定配比混合均匀,然后放置于基体材料表面,通过火焰加热法形成堆焊层[7]。但是用堆焊的方法制备涂层时受热不均与,温度梯度大,容易产生较大的变形和应力。
1。3。3 钎焊
钎焊是将焊件和钎料(比母材熔点低的金属材料)加热到高于钎料熔点,低于母材熔化温度,利用液态钎料润湿母材,填充接头间隙并与母材相互扩散实现连接焊件的方法。钎焊的特点有: