[发明专利]一种高硬度硬质合金的焊接工艺

说明书

本发明提出了一种高硬度硬质合金的焊接工艺，涉及焊接技术领域。该高硬度硬质合金的焊接工艺包括如下步骤：将预处理后的合金片点焊在预处理后的钢件基体上，再经等离子粉末堆焊填充钢件基体和合金片之间的缝隙，所述粉末中包括碳化钨和镍，所述碳化钨的质量百分比为30％～60％，所述镍的质量百分比为40％～70％。本发明的优点在于，该焊接工艺可加工高硬度硬质合金，加工出来的工件基体和合金之间无缝隙，力学性能良好。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体而言，涉及一种高硬度硬质合金的焊接工艺。

背景技术

目前一些特殊领域的工件，对于硬度或者温度都要较高要求。以传统制造行业所用的井下螺杆钻具径向轴承为例，目前一般是采用烧结工艺制备而成的。常用的烧结设备是电阻炉和马费炉等，型号样式分为钟罩式电炉和卧式电炉等。具体操作为，将规格型号为15×15×3或者20×6×3或特殊定制的YG8硬质合金片用胶水粘贴在基体钢件上，贴好后再用模具把钢件套上，钢套与合金之间留有1mm左右的间距，以便浇灌烧结所需的粉末。然后将混合碳化钨粉末浇灌入缝隙中，浇灌越紧密，后续烧结质量更有保证。然后再将灌装完毕的径向轴承放入电炉之中进行烧结。烧结工艺一般是：阶段升温至1050℃～1250℃左右，保温一小时，再阶段式降温、待炉内温度降低到100℃左右取出。烧结完毕后还需要进行后续加工即把外圆或者内壁上的钢套车掉。如果使用焊接工艺，则不需要车掉钢套，因此烧结工艺多了车钢套的加工成本。另外，烧结工艺与焊接工艺生产出的径向轴承在质量和使用寿命上也存在着很大的差异。具体如下：

(1)由于烧结不是在真空状态下烧结，金属氧化受损严重，对生产出的径向轴承的力学性能影响较大。

(2)在烧结过程中，有些难熔金属在1050℃～1250℃状态下并不能和基体钢件充分融合，导致生产出的径向轴承与模型之间的差异较大。

(3)烧结过程中，混合粉末中的存在一定的氧，这些氧不能完全有效排除工件外，造成径向轴承的孔隙率高而且致密性不好。

(4)基体钢件在1050℃～1250℃烧结温度下硬度降低，达不到HB310-330，存在一定的质量隐患，降低了前期调制工艺的标准。

(5)制备出的径向轴承的表面光洁度与美观度不足，与焊接工艺相比有肉眼可见的差距。

目前国内外传统烧结工艺生产出的径向轴承的使用寿命大概是200-300小时左右，而焊接工艺出来轴承的使用寿命能达到500～700小时。除了径向轴承外，石油行业井下扶正器目前也存在一定的加工缺陷。目前对于钻铤扶正器通常采用冷镶工艺而非焊接工艺把硬质合金固定在钢件基体上。该工艺的缺陷是基体与合金之间没有填充物，因此结合力属于物理性，而焊接工艺是冶金性结合，结合效果不在一个等级。其次基体与合金的硬度相差太大(基体一般HRC45左右，合金能达到HRA89)，这就导致在合金还没怎么磨损的情况下基体已经很快磨损、整个产品失效，使用寿命很短。

然而，使用于目前的焊接工艺无法加工出来的工件的硬度不足，过硬的材质使用普通的焊接工艺又无法很好地焊接，无法满足工作环境的要求。因此，需要研发一种高硬度硬质合金的焊接工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高硬度硬质合金的焊接工艺，此焊接工艺可加工高硬度硬质合金，加工出来的工件的基体和合金之间无缝隙，力学性能良好。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本申请实施例提供一种高硬度硬质合金的焊接工艺，包括如下步骤：将预处理后的合金片点焊在预处理后的钢件基体上，再经等离子粉末堆焊填充钢件基体和合金片之间的缝隙，所述粉末中包括碳化钨和镍，所述碳化钨的质量百分比为30％～60％，所述镍的质量百分比为40％～70％。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：