[发明专利]一种激光钎焊制备的硬质合金与M42高速钢

说明书

为了改善硬质合金的硬度、耐磨性，设计了一种激光钎焊制备的硬质合金与M42高速钢。采用M42高速钢，YG8硬质合金，H62黄铜粉末为原料，钎焊接头组织无明显缺陷。硬质合金组织WC相有长大趋势，深暗色Co相的含量增加，韧性提高；高速钢组织奥氏体沿晶界析出结成网状碳化物，韧性和塑性提高。所制得的激光钎焊制备的硬质合金与M42高速钢，其硬度、致密化程度、抗弯强度都得到大幅提升。本发明能够为制备高性能的M42高速钢提供一种新的生产工艺。

所属技术领域

本发明涉及一种硬质合金材料，尤其涉及一种激光钎焊制备的硬质合金与M42高速钢。

背景技术

硬质合金是一种由硬质相(WC、TiC、TaC、VC和Cr，C：等)和粘结相(Co、Ni和Fe)采用粉末冶金工艺生产的具有高硬度和高耐磨性材料。硬质合金具有硬度高、耐磨性好、红硬性好、热膨胀系数小以及良好的化学稳定性等一系列优良性能，在金属切削加工、矿山采掘、石油钻井、军工等方面得到了广泛应用。由于硬质合金的硬度高、脆性大、易断裂，为了达到预期的使用效果，往往需要与钢连接组成复合构件。

激光钎焊是以激光为热源加热钎料融化的钎焊技术。激光钎焊的主要特点是利用激光的高能量密度实现局部或微小区域快速加热完成钎焊过程。激光钎焊的关键在于合理的控制激光功率分配。激光束汇聚在钎料上，钎料温度过高导致融化过快，而母材温度不足使钎料不能很好润湿母材，影响填充效果，钎缝成形变差。激光束汇聚在母材上，钎料温度有可能过低，导致钎料流动性或活跃性降低，母材可能过热融化，导致钎料直接进入熔池形成熔化焊，形成的脆性相也影响钎缝性能。

发明内容

本发明的目的是为了改善硬质合金的硬度、耐磨性，设计了一种激光钎焊制备的硬质合金与M42高速钢。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

激光钎焊制备的硬质合金与M42高速钢的制备原料包括：M42高速钢，YG8硬质合金，H62黄铜粉末。

激光钎焊制备的硬质合金与M42高速钢的制备步骤为：将原始粉末按实验设计方案称重、配料，配好后倒入硬质合金球磨罐中进行湿磨，球磨介质为直径15mm的硬质合金球，球磨机转速为70r/min，己烷加量为210mL/kg，球料比为6:1，球磨时间为24h。球磨结束后，将制得的粒料进行真空干燥，干燥时间为50min，干燥温度为40℃，随后加入5.0%的石蜡作为成形剂进行制粒。将制好的粉末加至单柱液压机中进行压制成形。将制好的压坯置于石墨舟皿上，放入脱蜡-低压烧结一体炉中进行烧结，烧结温度为1460℃，保温时间为90min。

激光钎焊制备的硬质合金与M42高速钢的检测步骤为：利用S-3400N扫描电子显微镜观察钎焊接头的微观组织形貌，接头组织成分采用扫描电子显微镜所附能谱仪测定，采用HX-1000数显显微硬度计测定接头组织的显微维式硬度。

所述的激光钎焊制备的硬质合金与M42高速钢，扫描速度为7mm/s时，输入的能量密度合适，使Cu与WC等能够充分互溶，且Co未大量散失，接头组织的焊接质量较好。扫描速度过大、过小均出现组织缺陷。

所述的激光钎焊制备的硬质合金与M42高速钢，激光功率为1100W时，钎焊接头组织无明显缺陷。硬质合金组织WC相有长大趋势，深暗色Co相的含量增加，韧性提高；高速钢组织奥氏体沿晶界析出结成网状碳化物，韧性和塑性提高。

所述的激光钎焊制备的硬质合金与M42高速钢，激光工艺参数：△f＝-3MM、P＝1100W、V＝7MM/s，接头组织为等轴组织，无裂纹、气孔及融合不良等缺陷，钎焊接头性能较好。

所述的激光钎焊制备的硬质合金与M42高速钢，硬质合金和高速钢组织中含有Cu、Co、Mo、Cr、Fe等元素，钎料与母材渗透良好，形成良好的冶金结合；显微硬度变化最小，且与其他工艺参数相比，接头组织及热影响区的平均显微硬度最大，分别为941.7HV、778HV。