一种硬质合金与钢的无中间层扩散连接方法

摘要

本发明公开了一种硬质合金与钢的无钎料扩散连接方法，其特征是先利用10～40 wt%过量丁钠橡胶与硬质合金原料粉末均匀混合，形成丁钠橡胶包覆硬质合金粉末；在通过调节粉末填充量压制成孔隙度为55～80%的生坯；然后将钢放入多孔隙硬质合金生坯的中部空腔中，一起进行液相烧结；在1300℃～1440℃高温烧结过程中生坯的孔隙尺寸减小数量减少，烧结体中的孔隙度为25～50%；继续升高温度到1450℃～1600℃使钢熔化，钢液体扩散到硬质合金中并填充到硬质合金内部的连续孔隙中，二者之间形成冶金结合具有高的结合强度。本发明具有硬质合金烧结与扩散连接结合、无活性中间层，工艺简单；钢金属相的分布从硬质合金内部贯穿到碳钢中，扩散充分、残余应力低，结合强度高的优点。

主权项

一种硬质合金与钢的无中间层扩散连接方法，所述硬质合金成分重量百分比为Co占3～40wt%，Ni占0～40wt%, Fe占0～40wt%，WC为余量； Co的粒度为0.8～1.5μm，Ni的粒度为0.8～1.5μm，Fe的粒度为2.0～3.5μm, WC的粒度为0.6～4.0μm，其特征在于依次包含以下步骤：(1)过量丁钠橡胶包覆的硬质合金粉末制备：硬质合金混合粉末经过球磨、过滤、干燥后掺入丁钠橡胶以包覆硬质合金粉末，丁钠橡胶的加入量为10～40 wt%：过量的丁钠橡胶在硬质合金颗粒表面形成厚的包覆层，在烧结过程中350℃～750℃下保温3～6h，真空度为50～100Pa脱除丁钠橡胶后，其占据的位置形成连续孔隙；(2)硬质合金多孔生坯压制：将粉末压制成中心带空腔的硬质合金生坯，通过调节丁钠橡胶包覆的硬质合金粉末填充重量的方式，使生坯的孔隙度为55～80%；生坯中高的孔隙度在烧结阶段无法完全闭合，形成连续孔隙；(3)硬质合金与钢扩散连接：将碳钢放入到硬质合金生坯的空腔中一起进行烧结处理，在350℃～750℃下保温3～6h脱除丁钠橡胶；在1300℃～1440℃下保温2～4h，进行液相烧结形成具有连续孔隙的硬质合金，其孔隙度为25～50%；在1450℃～1600℃下保温2～4h，碳钢成为液相并扩散到硬质合金的连续孔隙中与硬质合金实现扩散连接，碳钢的重量控制为：硬质合金生坯中部空腔的体积×碳钢密度÷（0.7～1.0），以确保扩散连接所需的钢液相量充分。