截齿的焊接方法和复合焊料与流程

本申请属于焊接，尤其涉及一种截齿的焊接方法和复合焊料。

背景技术：

1、在采矿行业中，截齿是采煤机、掘进机等矿山机械的关键配件，主要用于切割和破碎煤炭、岩石等硬质物料。截齿的核心结构由硬质合金齿头和齿身组成。通过在硬质合金基体表面复合金刚石层可以提升其性能，使其具备耐磨性强、破岩效率高、抗冲击性佳等优势。

2、目前，截齿焊接工艺一般采用高温钎焊，例如使用银基或铜基钎料，在保护气氛或真空中，在850℃~950℃的高温下进行焊接。在此温度区间，金刚石颗粒一般容易发生石墨化，这样齿头表面的碳原子会与金属粘接剂反应生成脆性碳化物，从而导致金刚石的硬度和耐磨性降低，影响焊接强度。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种截齿的焊接方法和复合焊料，以解决如何使截齿具有更好的焊接强度的技术问题。

2、为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

3、第一方面，本申请提供一种截齿的焊接方法，包括：

4、提供截齿齿头和截齿齿身；其中，所述截齿齿头包括硬质合金基体以及结合在所述硬质合金基体表面的金刚石层；

5、在所述截齿齿头的待结合处设置合金粉末层；

6、在所述截齿齿身的待结合处设置锌层；

7、将钎焊料倒入所述截齿齿身的所述锌层处，然后将所述截齿齿头装入所述截齿齿身得到初始组装体；其中，所述合金粉末层、所述钎焊料和所述锌层依次相邻；

8、将所述初始组装体在不超过650℃的条件下进行热压处理，使所述截齿齿头焊接在所述截齿齿身中，得到截齿产品。

9、在一些实施例中，所述热压处理包括：以5℃/min~10℃/min的速率升温至450℃~650℃，然后于50mpa~100mpa的压力下进行保压处理。

10、在一些实施例中，所述以5℃/min~10℃/min的速率升温至450℃~650℃包括：先升温至200℃~250℃，在10mpa~20mpa的压力下保温30min~60min，然后升温至450℃~650℃；

11、和/或，所述保压处理的时间为30min~120min。

12、在一些实施例中，在所述截齿齿头的待结合处设置合金粉末层的步骤包括：先在所述截齿齿头的待结合处涂覆胶粘剂，然后粘裹一层合金粉末；

13、和/或，在所述截齿齿身的待结合处设置锌层的步骤包括：在所述截齿齿身的待结合处镀上一层厚度为50μm~200μm的锌层。

14、在一些实施例中，所述胶粘剂包括石蜡；

15、和/或，所述合金粉末包括w-cu合金、mo-cu合金、co-cu合金中的至少一种；

16、和/或，所述合金粉末层的厚度为0.5mm~1mm。

17、在一些实施例中，所述钎焊料包括铜粉、cu-zn合金粉末、cu-ag合金粉末、cu-zn-al合金粉末、ag-cu-zn合金粉末中的至少一种；

18、和/或，所述钎焊料中掺杂有al、ni、cr中的至少一种金属元素；

19、和/或，所述钎焊料的平均粒径为50nm~20μm。

20、在一些实施例中，将所述初始组装体在不超过650℃的条件下进行热压处理前，先将所述初始组装体于10mpa~20mpa条件下预压处理；

21、和/或，将所述初始组装体在不超过650℃的条件下进行热压处理后，先冷却至250℃~300℃卸压，然后冷缺至25℃~30℃。

22、第二方面，本申请提供一种用于截齿焊接的复合焊料，包括：

23、合金粉末，用于在截齿齿头的待结合处形成合金粉末层；

24、锌粉末，用于在截齿齿身的待结合处形成锌层；

25、钎焊料，用于截齿齿头与截齿齿身组装后的所述合金粉末层和所述锌层之间。

26、在一些实施例中，所述合金粉末包括w-cu合金、mo-cu合金、co-cu合金中的至少一种；

27、和/或，所述合金粉末的平均粒径为1μm~50μm；

28、和/或，所述锌粉末的平均粒径为50nm~20μm。

29、在一些实施例中，所述钎焊料包括铜粉、cu-zn合金粉末、cu-ag合金粉末、cu-zn-al合金粉末、ag-cu-zn合金粉末中的至少一种；

30、和/或，所述钎焊料中掺杂有al、ni、cr中的至少一种金属元素；

31、和/或，所述钎焊料的平均粒径为50nm~20μm。

32、本申请第一方面提供的截齿的焊接方法，先将截齿齿头和截齿齿身进行预处理，在截齿齿头的待结合处设置合金粉末层，在截齿齿身的待结合处设置锌层，然后两者组装时在对应的结合位置倒入钎焊料，使钎焊料填充在截齿齿头的合金粉末层和截齿齿身的锌层之间，后续可以在不超过650℃的条件下进行热压处理，该过程中合金粉末层、钎焊料和锌层的粉末材料可以产生塑性变形、蠕变和扩散，同时各材料可以在低于截齿齿头的硬质合金基体熔点和金刚石石墨化温度的条件下实现固态扩散连接、烧结，从而使截齿齿头牢牢焊接在截齿齿身中。本申请的焊接方法得到的截齿产品，焊接处理均匀、致密度高，具有很好的焊接强度和抗疲劳性能，因而在截齿特别是金刚石复合硬质合金截齿的焊接领域中具有很好的应用前景。

33、本申请第二方面提供的用于截齿焊接的复合焊料包括用于在截齿齿头的待结合处形成合金粉末层的合金粉末，用于在截齿齿身的待结合处形成锌层的锌粉末，用于截齿齿头与截齿齿身组装后的合金粉末层和所述锌层之间的钎焊料。上述组分在截齿齿头和截齿齿身焊接时，在焊接处形成相邻的合金粉末层、钎焊料和锌层，这样可以在不超过650℃的条件下进行热压处理实现固态扩散连接、烧结，从而使截齿齿头牢牢焊接在截齿齿身中。因此，本申请的复合焊料用于截齿齿头与截齿齿身之间的焊接，可以得到焊接强度高和抗疲劳性能好的截齿产品。

1.一种截齿的焊接方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述热压处理包括：以5℃/min~10℃/min的速率升温至450℃~650℃，然后于50mpa~100mpa的压力下进行保压处理。

3.如权利要求2所述的焊接方法，其特征在于，所述以5℃/min~10℃/min的速率升温至450℃~650℃包括：先升温至200℃~250℃，在10mpa~20mpa的压力下保温30min~60min，然后升温至450℃~650℃；

4.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，在所述截齿齿头的待结合处设置合金粉末层的步骤包括：先在所述截齿齿头的待结合处涂覆胶粘剂，然后粘裹一层合金粉末；

5.如权利要求4所述的焊接方法，其特征在于，所述胶粘剂包括石蜡；

6.如权利要求1-5任一项所述的焊接方法，其特征在于，所述钎焊料包括铜粉、cu-zn合金粉末、cu-ag合金粉末、cu-zn-al合金粉末、ag-cu-zn合金粉末中的至少一种；

7.如权利要求1-5任一项所述的焊接方法，其特征在于，将所述初始组装体在不超过650℃的条件下进行热压处理前，先将所述初始组装体于10mpa~20mpa条件下预压处理；

8.一种用于截齿焊接的复合焊料，其特征在于，包括：

9.如权利要求8所述的复合焊料，其特征在于，所述合金粉末包括w-cu合金、mo-cu合金、co-cu合金中的至少一种；

10.如权利要求8-9任一项所述的复合焊料，其特征在于，所述钎焊料包括铜粉、cu-zn合金粉末、cu-ag合金粉末、cu-zn-al合金粉末、ag-cu-zn合金粉末中的至少一种；