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硬质合金与钢之间钎焊属于异种金属连接,目前常常采用高频感应钎焊。由于硬质合金本身较脆,又与钢之间的热膨胀系数存在1/2~1/3的差异,因此,硬质合金与钢之间的高频感应钎焊常常出现脱落、断裂等现象,直接影响硬质合金工具的使用性能。 本文以硬质合金与低碳钢钎着率的影响因素为研究对象,以YG13硬质合金与20CrMo低碳钢为试验材料,采用高频感应钎焊为加热方式,通过测量试样钎着率,观察钎缝金相,进行磨损试验以及分析钎缝成分等试验方法,研究硬质合金钎焊到复杂断面的20CrMo材料上时,钎焊材料表面处理方式、钎料钎剂材质、夹具压力和保温时间等因素对YG13硬质合金与20CrMo低碳钢钎焊钎缝质量的影响规律,以此为硬质合金钎焊质量的提升提供理论依据。 通过上述试验,得到以下结论: 1)钎焊材料表面处理方式得到不同的材料表面粗糙度,对钎料的润湿性影响较大,从而影响钎焊质量。 2)不同材质钎料对钎缝影响较大。银基钎料钎焊效果不佳,存在大量焊后缺陷,而银铜复合钎料钎焊效果较好。 3)钎料厚度对钎缝组织影响较大,0.35mm银铜复合钎料钎焊效果优于0.25mm银铜复合钎料,复合钎料中的银基钎料层厚度会明显影响钎缝质量;0.35mm银铜复合钎料更适合作为YG13硬质合金与20CrMo低碳钢钎焊填充材料。 4)加热时间对钎焊质量有明显影响,加热时间不足导致升温不够,位于中心部位的钎料没有完全熔化;加热时间过长会导致基体过烧,硬质合金脱碳等现象发生。加热一定时间后保温会提升钎焊质量。 5)YG13硬质合金与20CrMo低碳钢之间的夹具压力会影响钎缝宽度,从而影响钎焊质量。 本研究成果成功应用于上海铁路局捣镐的实际生产,取得了令人满意的结果。与国产同类型产品相比,采用该项目工艺生产工件使用寿命与国内同类产品相比,寿命延长40%,达到国内领先水平,经济效益显著。