銀基釬料中添加劑對PCD刀具釬焊剪切強度的影響
發(fā)布時間：2021-06-16 15:48
以銀基釬料為基礎,Ti、In為添加劑,進行了聚晶金剛石與高速鋼的真空釬焊,采用動靜態(tài)材料試驗機對釬焊后PCD刀具試件進行抗剪試驗。根據(jù)均勻試驗設計及其結果,建立了PCD刀具釬焊剪切強度與銀基釬料中添加劑的回歸方程,獲得了PCD刀具與高速鋼釬焊時的最佳銀基釬料配比。此外,還分析了Ti、In含量對銀基釬料釬焊剪切強度的影響規(guī)律。研究結果表明:（Ag72Cu）82In10Ti8作為釬料時,PCD刀具的釬焊剪切強度最大。隨著銀基釬料中Ti或In含量的增加,PCD刀具釬焊剪切強度均先升高后下降。
【文章來源】：熱加工工藝. 2020,49(17)北大核心
【文章頁數(shù)】：4 頁
【部分圖文】：
剪切試樣釬焊裝配示意圖
配制（Ag72Cu)82In10Ti8釬料并進行釬焊。PCD刀具與高速鋼的釬焊界面如圖2所示，測得剪切強度為153MPa，與回歸方程式（3）得到的最優(yōu)解155MPa接近。2.2 In和Ti對剪切強度的影響
為探究In元素對Ag-Cu-In-Ti活性釬料對PCD刀具釬焊剪切性能的影響，保持Ti的質量分數(shù)8%不變，改變In的質量分數(shù)，配制Ag-Cu-In-Ti釬料。圖3為In對（Ag72Cu)Ti8-In系活性釬料釬焊PCD刀具接頭剪切強度的影響規(guī)律。當銀基釬料未添加In元素時，PCD刀具釬焊接頭的剪切強度為110 MPa，隨著In含量的增加，釬焊接頭剪切強度開始逐漸增大，這是由于低熔點的In對釬料流動性的改善，增大了釬料與母材的接觸面積[17]，提高了釬料中的活性元素與PCD復合片聚晶金剛石層的相互作用。當In含量增加到10wt%時，PCD刀具接頭的剪切強度為153MPa。之后，隨著In含量的增加，剪切強度開始下降，當In含量達到24wt%時，PCD刀具釬焊接頭的剪切強度下降到83MPa。因為較高含量的In使銀基釬料的整體塑性提高，質地變軟[18]，從而不利于釬料的結合性能。圖4為Ti對（Ag72Cu)In10-Ti系活性釬料釬焊PCD刀具接頭剪切強度的影響規(guī)律。保持In的質量分數(shù)10%不變，改變Ti的質量分數(shù)，配制銀基活性釬料。當銀基釬料中未添加Ti元素時，PCD復合片聚晶金剛石層與高速鋼沒有達到有效結合，說明活性元素Ti對銀基釬料釬焊剪切性能起到關鍵的作用。當Ti的含量增加到4wt%時，釬焊后的PCD刀具接頭的剪切強度為98MPa。可知Ti含量較低時，結合處Ti與金剛石反應較弱[19]，相互作用的產(chǎn)物較少，反應層不連續(xù)，導致界面結合強度不高。隨著Ti含量的不斷增加，PCD刀具釬焊剪切強度也隨之升高。當Ti含量增加到8wt%時，PCD刀具接頭剪切強度達到了153MPa。此時，Ti與金剛石的反應比較充分，形成了連續(xù)均勻的界面反應層[20]。而當Ti含量繼續(xù)增加時，PCD刀具接頭的剪切強度開始降低。當Ti含量為12wt%時，PCD刀具接頭的剪切強度下降到105MPa。這是因為Ti含量過高會造成釬料的脆性增大，從而導致界面結合強度降低[21]。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]工藝參數(shù)對高銦高錫銀基釬料粉末電磁壓制成形的影響?[J]. 張婕,胡建華. 粉末冶金技術. 2019(03)
[2]金剛石刀具與刃磨技術研究現(xiàn)狀[J]. 王雙喜,牛仕超,余晉彬,秦磊. 工具技術. 2010(02)
[3]金剛石鉆頭的研究與應用現(xiàn)狀[J]. 陳婧,黃樹濤. 工具技術. 2009(10)
[4]Ag-Cu-Ti釬焊金剛石的界面結構及熱應力分析[J]. 盧金斌,徐九華. 稀有金屬材料與工程. 2009(04)
[5]陶瓷及陶瓷基復合材料高溫釬料的研究現(xiàn)狀與進展[J]. 熊華平,毛唯,陳波,李曉紅. 焊接. 2008(11)
[6]Ag-Cu-Zn系釬料的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 盧方焱,薛松柏,張亮,賴忠民. 焊接. 2008(10)
[7]含鈦釬料釬焊金剛石的微結構對比分析[J]. 盧金斌. 熱加工工藝. 2006(06)
[8]聚晶金剛石復合片釬焊基礎研究[J]. 董海,張弘弢,李嫚,王適. 金剛石與磨料磨具工程. 2005(04)
[9]聚晶金剛石車刀釬焊工藝應用研究[J]. 王曉軍. 制造技術與機床. 2005(08)
[10]均勻設計表及其使用表的構造[J]. 趙奕殊. 戰(zhàn)術導彈技術. 1988(04)
博士論文
[1]聚晶金剛石刀具關鍵制作工藝及機理研究[D]. 賈乾忠.大連理工大學 2015
[2]金剛石磨料表面鍍鈦層的制備、結構、性能及應用[D]. 王艷輝.燕山大學 2003
碩士論文
[1]銦和錫對BAg20CuZn釬料組織及性能的影響[D]. 武倩倩.鄭州大學 2014
[2]聚晶金剛石復合片高頻感應釬焊試驗研究[D]. 賈乾忠.大連理工大學 2006
本文編號：3233349
【文章來源】：熱加工工藝. 2020,49(17)北大核心
【文章頁數(shù)】：4 頁
【部分圖文】：
剪切試樣釬焊裝配示意圖
配制（Ag72Cu)82In10Ti8釬料并進行釬焊。PCD刀具與高速鋼的釬焊界面如圖2所示，測得剪切強度為153MPa，與回歸方程式（3）得到的最優(yōu)解155MPa接近。2.2 In和Ti對剪切強度的影響
為探究In元素對Ag-Cu-In-Ti活性釬料對PCD刀具釬焊剪切性能的影響，保持Ti的質量分數(shù)8%不變，改變In的質量分數(shù)，配制Ag-Cu-In-Ti釬料。圖3為In對（Ag72Cu)Ti8-In系活性釬料釬焊PCD刀具接頭剪切強度的影響規(guī)律。當銀基釬料未添加In元素時，PCD刀具釬焊接頭的剪切強度為110 MPa，隨著In含量的增加，釬焊接頭剪切強度開始逐漸增大，這是由于低熔點的In對釬料流動性的改善，增大了釬料與母材的接觸面積[17]，提高了釬料中的活性元素與PCD復合片聚晶金剛石層的相互作用。當In含量增加到10wt%時，PCD刀具接頭的剪切強度為153MPa。之后，隨著In含量的增加，剪切強度開始下降，當In含量達到24wt%時，PCD刀具釬焊接頭的剪切強度下降到83MPa。因為較高含量的In使銀基釬料的整體塑性提高，質地變軟[18]，從而不利于釬料的結合性能。圖4為Ti對（Ag72Cu)In10-Ti系活性釬料釬焊PCD刀具接頭剪切強度的影響規(guī)律。保持In的質量分數(shù)10%不變，改變Ti的質量分數(shù)，配制銀基活性釬料。當銀基釬料中未添加Ti元素時，PCD復合片聚晶金剛石層與高速鋼沒有達到有效結合，說明活性元素Ti對銀基釬料釬焊剪切性能起到關鍵的作用。當Ti的含量增加到4wt%時，釬焊后的PCD刀具接頭的剪切強度為98MPa。可知Ti含量較低時，結合處Ti與金剛石反應較弱[19]，相互作用的產(chǎn)物較少，反應層不連續(xù)，導致界面結合強度不高。隨著Ti含量的不斷增加，PCD刀具釬焊剪切強度也隨之升高。當Ti含量增加到8wt%時，PCD刀具接頭剪切強度達到了153MPa。此時，Ti與金剛石的反應比較充分，形成了連續(xù)均勻的界面反應層[20]。而當Ti含量繼續(xù)增加時，PCD刀具接頭的剪切強度開始降低。當Ti含量為12wt%時，PCD刀具接頭的剪切強度下降到105MPa。這是因為Ti含量過高會造成釬料的脆性增大，從而導致界面結合強度降低[21]。
【參考文獻】：
期刊論文
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[7]含鈦釬料釬焊金剛石的微結構對比分析[J]. 盧金斌. 熱加工工藝. 2006(06)
[8]聚晶金剛石復合片釬焊基礎研究[J]. 董海,張弘弢,李嫚,王適. 金剛石與磨料磨具工程. 2005(04)
[9]聚晶金剛石車刀釬焊工藝應用研究[J]. 王曉軍. 制造技術與機床. 2005(08)
[10]均勻設計表及其使用表的構造[J]. 趙奕殊. 戰(zhàn)術導彈技術. 1988(04)
博士論文
[1]聚晶金剛石刀具關鍵制作工藝及機理研究[D]. 賈乾忠.大連理工大學 2015
[2]金剛石磨料表面鍍鈦層的制備、結構、性能及應用[D]. 王艷輝.燕山大學 2003
碩士論文
[1]銦和錫對BAg20CuZn釬料組織及性能的影響[D]. 武倩倩.鄭州大學 2014
[2]聚晶金剛石復合片高頻感應釬焊試驗研究[D]. 賈乾忠.大連理工大學 2006
本文編號：3233349
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