Ti(C,N)基金屬陶瓷與鋼真空釬焊連接及其界面結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、Ti(C,N)基金屬陶瓷是一種顆粒增強(qiáng)型復(fù)合材料，具有高的高溫硬度、優(yōu)良的耐磨性和耐腐蝕性、與鋼的摩擦系數(shù)低等一系列優(yōu)良性能，常被用作切削刀具、耐磨件和密封件等材料。但它強(qiáng)韌性相對(duì)較差，且難以制備成尺寸大，形狀復(fù)雜的結(jié)構(gòu)器件，所以研究Ti(C,N)基金屬陶瓷與鋼等金屬的連接對(duì)于拓寬Ti(C,N)基金屬陶瓷的應(yīng)用范圍具有重要意義。本論文分別采用兩種Cu基釬料對(duì)Ti(C,N)基金屬陶瓷與鋼進(jìn)行真空釬焊，均獲得了可靠的連接接頭，并采用X射線衍

2、射分析儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜儀(EDS)和剪切強(qiáng)度測(cè)試儀等分析測(cè)試系統(tǒng)研究了釬焊溫度和保溫時(shí)間對(duì)連接接頭界面結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能的影響。
　　采用粉末冶金方法，通過調(diào)整成分，優(yōu)化工藝，制備出了性能優(yōu)異的Ti(C,N)基金屬陶瓷，其抗彎強(qiáng)度為1800-2000 MPa，硬度為89-91 HRA。Cu基釬料的制備也是采用粉末冶金的方法，設(shè)計(jì)合適的釬料成分，最終軋制成0.3 mm的釬料箔片。
　　以Cu-Ag-Ti

3、為釬料采用真空釬焊對(duì)Ti(C,N)基金屬陶瓷與W9Mo3Cr4V鋼焊接，并獲得了可靠的連接接頭，在釬焊溫度為910 ℃，保溫時(shí)間為30 min，釬料厚度為0.3 mm的工藝條件下，接頭的剪切強(qiáng)度達(dá)到最大值，260 MPa。此時(shí)接頭斷裂發(fā)生在釬料處，斷口形貌呈現(xiàn)明顯的塑性變形，屬于韌性斷裂。接頭的界面產(chǎn)物為Ti(C,N)基金屬陶瓷/Cu-Ni-Ti固溶體+Cu基固溶體+Ag基固溶體+Ti2Cu3+TiCu4+Ti基固溶體+TiFe化合物/

4、鋼。
　　為了降低釬料的成本，采用Cu-Mn-Ni-Cr-Si多元無Ag釬料對(duì)Ti(C,N)基金屬陶瓷與低碳鋼真空釬焊，該接頭強(qiáng)度要高于采用含 Ag釬料釬焊的接頭強(qiáng)度，在釬焊溫度為1030 ℃，保溫時(shí)間為20 min，釬料厚度為0.3 mm的條件下，其接頭的剪切強(qiáng)度達(dá)到最大值301.5 MPa；斷口路徑位于Cu基釬料處，斷口的物相為Cu(s.s.)，屬于韌性斷裂。接頭的界面產(chǎn)物為Ti(C,N)基金屬陶瓷/Cu基固溶體+Ti基固溶體