合金花锤的钎焊方案

合金花锤

合金花锤,是将硬质合金锤粒与母材相互焊接在一起形成的花锤头。
其主要作用是已经完成的混凝土结构面凿出一天天凹痕,通常在现浇结构中,在现浇板浇注完毕后,要凿毛,进行下一层混凝土的浇注。让混凝土粘结牢固。简单的说就是砼(混凝土表面)用钻子打毛糙,然后用水冲洗干净,主要是增加后浇砼和它的粘结力。
凿毛的作用:
凿毛的原因不光是使表面粗糙,主要是为了凿除混凝土表面的浮浆,使新老结合处的混凝土密实,结合牢固。
拿桥梁打比方:
1.桥梁的桩基破桩头,也可以看做是凿毛,目的就是凿除不密实的混凝土,保证质量。
2.墩柱结合处的凿毛,目的是为了混凝土结合牢固,也可以起到消除接缝的作用;
3.梁板顶面凿毛,目的是为了和铺装层结合牢固,因为铺装层厚度较薄,不凿毛容易造成脱皮现象。

拿桥梁打比方

合金花锤

合金花锤在凿毛中起到重要作用,花锤头是核心部件,其质量和稳定性直接影响到使用。
锤头是用硬质合金与母材通过添加焊料及焊剂焊接所得。

硬质合金
硬质合金是一种高生产效率的工具材料,具有高强度、高硬度、耐磨损及良好的红硬性等优异性能。用来制作刀具、模具、量具、采掘工具以及耐磨作为主要性能的各种零部件,在机械加工、地质勘探、矿山开采等工业领域得到广泛应用。
硬质合金价格昂贵且韧性差,使其难以生产较大尺寸、形状复杂的制品。而且许多零件在使用时并不需要整体都用硬质合金制造,所以将硬质合金与韧性较好、强度较高、加工性能优异、廉价的钢连接起来具有重要的使用价值。
钎焊法是目前硬质合金与钢的主要焊接方法,近十年来,一些新的焊接方法如真空焊、烧结扩散焊、惰性气体保护焊、激光焊等也在积极研究探索之中,可能在硬质合金的焊接中得到广泛的应用。

钎焊性:
硬质合金钎焊性较差,是因为硬质合金的含碳量较高,未经清理的表面往往含有较多的游离碳,从而妨碍钎料的润湿。此外,硬质合金在钎焊的温度下容易氧化形成氧化膜,也会影响钎料的润湿。因此,钎焊前的表面清理对改善钎料在硬质合金上的润湿性是很重要的,必要时还可采取表面镀铜或镀镍等措施。
硬质合金中的另一个问题是接头易产生裂纹。这是因为它的线膨胀系数仅为低碳钢的一半,当硬质合金与这类钢的基体钎焊时,会在接头中产生很大的热应力,从而导致接头的开裂。因此,硬质合金与不同材料钎焊时,应设法采取防裂措施。

钎焊材料
硬质合金通常采用纯铜、铜锌和银铜钎料。
纯铜:纯铜对各种硬质合金均有良好的润湿性,但需在氢的还原性气氛中才能得到最佳的效果。同时,由于钎焊温度高,接头中的应力大,导致裂纹倾向增大。采用纯铜钎焊的接头抗剪强度约为150MPa,接头塑性也较高,但不适用于高温工作。
铜锌钎料:铜锌钎料是硬质合金最常用的钎料。为提高钎料的润湿性和接头的强度,在钎料中常添加Mn、Ni、Fe等合金元素。例如B-Cu58ZnMn中就加有w(Mn)4%,使硬质合金钎焊接头的抗剪强度在室温达到300~320MPa:在320C时仍能维持220-240MPa。在B-Cu58ZnMn的基础上加入少量的Co,可使焊接接头的抗剪强度达到350MPa,并且具有较高的冲击韧度和疲劳强度,显著提高了刀具和凿岩工具的使用寿命。
银铜焊料:银铜钎料的熔点较低,钎焊接头产生的热应力较小,有利于降低硬质合金钎焊时的开裂倾向。为改善钎料的润湿性并提高接头的强度和工作温度,钎料中海常添加Mn、Ni等合金元素。例如B-Ag50CuZnCdNi钎料对硬质合金的润湿性极好,钎焊接头具有良好的综合性能。

焊前准备
① 焊前应先检查硬质合金是否有裂纹、弯曲或凸凹不平等缺陷。钎焊面必须平整,如果是球形或矩形的硬质合金钎焊面也应符合一定的几何形状,保证合金与基体之间有良好的接触,才能保证钎焊质量。
② 对硬质合金进行喷砂处理,没有喷砂设备的情况下,可用手拿住硬质合金,在旋转着的绿色碳化硅砂轮上磨去钎焊面上的氧化层和黑色牌号字母。如不去除硬质合  金钎焊面上的氧化层,钎料不易润湿硬质合金。经验证明,钎焊面上若有氧化层或黑色牌号字母,应进行喷砂处理,否则钎料不易润湿硬质合金,钎缝中仍会出现明显的黑色字母,使钎焊面积减少,发生脱焊现象。
③ 在清理硬质合金钎焊面时,最好不用化学机械研磨或电解磨削等方法处理,因为它们都是靠腐蚀硬质合金表面层的黏结剂(钴)来加快研磨或提高磨削效率的,而硬质合金表面的钴被腐蚀掉后,钎料就很难再润湿硬质合金,容易造成脱焊现象。特殊情况下,硬质合金钎焊面必须用上述方法或电火花线切割处理时,可将处理后的硬质合金再进行喷砂处理或用碳化硅砂轮磨去表面层。喷砂后的硬质合金可用汽油、酒精清洗,以去除油污。
④ 钎焊前应仔细检查钢基体上的槽形是否合理,尤其是对易裂牌号的硬质合金和大钎焊面的硬质合金工件,更应严格要求。刀槽也进行喷砂处理和清洗去除油污。清洗量大时,可采用碱性溶液煮沸10~15min。高频或浸铜钎焊的多刃刀具及复杂量具,最好用饱和硼砂水溶液煮沸20~30min,取出烘干后再进行焊接。⑤钎料使用前用酒精或汽油擦净,并根据钎焊面裁剪成形。钎焊一般硬质合金刀具或模具时,钎料厚度0.4~0.5mm左右比较合适,大小与钎焊面相似即可。当用焦炭炉加热时,钎料可适当增加。在钎焊硬质合金多刃刀具、量具等工件时,应尽量缩小钎焊片的面积,一般可将钎料片剪成钎焊面的1/2左右,当钎焊技术熟练时,可将钎料片减少至钎焊面的1/3或更小。减少钎料可使焊后工件外形美观、刃磨更方便。

钎剂和保护气体
钎剂:钎剂的选择应与所焊的母材和所选的钎料相配合。工具钢和硬质合金钎焊时,所用的钎剂主要以硼砂和硼酸为主,并加入一些氟化物(KF、NaF、CaF2等)。铜锌钎料配用FB301、FB302和FBl05钎剂,银铜钎料配用FBl01~FBl04钎剂。采用专用钎料钎焊高速钢时,主要配用硼砂钎剂。
保护气体:为了防止工具钢在钎焊加热过程中的氧化和免除钎焊后的清理,可以采用气体保护钎焊和真空钎焊。真空钎焊可以是加热室内真空度达到10-3pa工作真空,对工件起到很好的保护不被氧化。

钎焊过程
硬质合金的表面在钎焊前应经喷砂处理,或用碳化硅或金刚石砂轮打磨,清除表面过多的碳,以便于钎焊时被钎料所润湿。含碳化钛的硬质合金比较难润湿,通过在其表面上涂敷氧化铜或氧化镍膏状物,并在还原性气氛中烘烤使铜或镍过渡到表面上去,从而增强钎料的润湿性。
焊接硬质合金工具时,均匀加热刀杆和硬质合金片是保证焊接质量的基本条件之一。如果硬质合金片加热温度高于刀杆,熔化后的钎料润湿了硬质合金片而不能润湿刀杆,接头强度就会降低,在沿焊层剪切合金片时,钎料不破坏,而随合金片脱开。在焊层上还可看到刀杆支撑面铣刀痕迹。如加热速度过快,刀杆温度高于合金片时,会出现相反的现象。
钎剂、钎料和硬质合金安放顺序和相互位置对钎焊质量有直接的影响。正确的安放方法是:将钎料放在刀槽上,撒上钎剂,再放硬质合金,在硬质合金顶面沿侧面焊缝处再撒上一层钎剂。这样在钎焊时便于掌握钎焊温度,减少焊缝外黏附的多余钎料。
钎焊过程中要正确地控制工件的钎焊温度。钎焊温度过高,会造成含锌钎料中锌元素的蒸发;钎焊温度过低,焊缝会因钎料的流动性不好而偏厚,焊缝内有大量的气孔和夹渣,这是造成脱焊的主要原因。钎焊温度应比钎料熔点高30~50℃,这时钎料的流动性、渗透性好,易于渗透布满整个焊缝。
钎焊后的冷却速度是影响钎焊裂纹的主要因素之一。冷却时硬质合金片表面产生瞬时拉应力,硬质合金的抗拉应力大大低于抗压应力。尤其是YT60、YT30、YG3X等硬质合金钎焊面积较大以及基体小而硬质合金较大的工件,更应注意钎焊后的冷却速度。通常是将焊后工件立即插入石灰槽或木炭粉槽中,使工件缓慢冷却。这种方法操作简单,但是无法控制回火温度。有条件的可在钎焊后立即将工件放入220~250℃的炉内回火6~8h。采用低温回火处理能消除部分钎焊应力,减少裂纹和延长硬质合金工具的使用寿命。

钎焊炉的选择
合金花锤的制造过程中,钎焊是非常重要的一个步骤,钎焊的好坏直接决定产品的使用质量,耐磨度,硬度等性能。
气氛炉中钎焊,通过充入保护性气体将钎焊炉内部的气体排出,可以有效的保护产品不被氧化。
真空钎焊炉中真空钎焊,真空炉在加热之前对加热腔体进行抽真空,可达到10-2-10-3pa高真空,此时钎焊环境对于保证产品钎焊的质量是非常有保障,可以得到更高的性能质量。
SIMUWU公司作为专业的真空炉制造商,已经拥有20年的生产经验,真空钎焊炉是SIMUWU主要的研究及生产领域,已经和世界多个国家建立良好的合作关系,SIMUWU真空钎焊炉针对于各种产品的真空钎焊做出可定制方案,满足用户产品制造过程中的每一个关键点。

真空钎焊炉

编辑人员:Ryan Wu; 版权所属:上海格航真空科技有限公司

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