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本文以提高矿山挖斗的耐磨性为研究背景,采用CuMnCo钎料对YG6C硬质合金与16Mn钢的真空钎焊工艺进行研究。通过润湿性实验、三点弯曲试验、光学显微镜观察、扫描电镜及能谱分析等手段研究了真空度、钎焊温度、钎缝间隙以及Fe中间层厚度对钎焊接头显微组织和性能的影响。试验结果表明钎缝中心区为 Cu-Mn基固溶体,两侧界面反应区为Fe-Co基固溶体。真空度、钎焊温度、钎缝间隙以及Fe中间层对钎焊接头的组织和性能有明显影响。 润湿性试验表明:CuMnCo钎料在母材YG6C硬质合金和16Mn钢上均表现出良好的润湿性。高真空条件下钎料在母材上的润湿性优于中真空条件下钎料在母材上的润湿性。在中、高真空条件下,随着钎焊温度的升高,钎料在母材上的润湿性逐渐升高。同时钎料在钢上的润湿性要优于钎料在硬质合金上的润湿性。 高真空条件下钎焊接头的抗弯强度均高于中真空条件下钎焊接头抗弯强度。在中真空条件下,硬质合金侧以及钢侧界面反应产物较少,钎缝中存在一定量的黑色带状硅酸盐夹杂物。在高真空条件下硬质合金侧界面区反应产物Fe-Co基固溶体较多,钢侧界面区反应产物较少,钎缝中硅酸盐夹杂物减少。 随着钎焊温度升高,钎焊接头的抗弯强度先升高后降低,钎焊温度为1095℃时,钎焊接头的抗弯强度最高。钎焊温度过低时,冶金作用较弱,钎焊接头强度较低;钎焊温度过高时,界面反应产物较多,钎料流失较多,接头强度也较低。 钎缝间隙对钎焊接头的冶金反应影响明显。随着钎焊间隙增大,硬质合金侧界面反应产物明显减少,钢侧界面反应物明显增加。在高真空钎焊温度为1095℃,钎焊间隙为0.2 mm时,钎焊接头的抗弯强度最高,达到340 MPa。间隙过小时,钎缝中夹杂物较多,接头强度较低;间隙过大时,Fe、Co原子难以通过长程扩散越过钎缝,冶金作用较弱,接头强度也较低。 中间层实验表明:添加Fe中间层并不能改善钎焊接头的组织和性能。其原因是添加Fe中间层,钎缝中的硅酸盐夹杂物和组织缺陷较多,同时中间层影响了Co元素在焊缝中的长程扩散,使得钎焊接头的抗弯强度较未添加中间层的钎焊接头的抗弯强度低。