国内外捣镐表面硬质合金覆层钎焊接头组织及性能对比分析.pdf
《国内外捣镐表面硬质合金覆层钎焊接头组织及性能对比分析.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《国内外捣镐表面硬质合金覆层钎焊接头组织及性能对比分析.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、40机车车辆工艺试验检测第4 期2 0 2 3年8 月文章编号:1 0 0 7-6 0 34(2 0 2 3)0 4-0 0 4 0-0 3D0I:10.14032/j.issn.1007-6034.2023.04.011国内外捣镐表面硬质合金覆层钎焊接头组织及性能对比分析高华,程志1 2,李炎秋,张小军,陈春焕(1.中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司,江苏常州2 1 30 0 1;2.大连交通大学,辽宁大连1 1 6 0 2 1)摘要:文章对国内外捣镐表面硬质合金覆层针焊接头组织及性能进行了对比分析,采用光镜(O M)分析、扫描电镜(SEM)结合能谱分析(EDS)对不同接头的金相微观组织进
2、行了对比,并重点对国内样品组织结构进行了成分分析,探讨了接头形成机制;采用剪切试验对比了不同样品的接头抗剪切强度,并通过对断裂路径的观察分析了接头剪切断裂机理。结果表明,国内样品在保证接头厚度一致性上已达到与国外样品一致水平,接头针缝平均厚度约为9 1.9 1 m。国内外接头均难以避免地出现少量气孔。国内样品接头主要由硬质合金/针缝、钎缝、钢/针缝3个典型区域组成,针缝主要由Ag基固溶体基体及分布于其上的岛状Cu基固溶体组成。硬质合金/针缝、钢/针缝界面均由层状的Cu基固溶体组成。国内捣镐接头平均抗剪切强度(2 1 8.2 MPa)高于国外接头平均抗剪切强度(1 8 7.3MPa),且接头基本
3、都断裂于硬质合金/针缝界面。关键词:捣固装置;捣镐;硬质合金/钢;钎焊;接头;微观组织;剪切强度中图分类号:U273文献标识码:B随着重载列车的发展及铁路里程的持续增加,铁路养护已成为保障列车行驶安全的关键一环。随着大型自动化养护机械成一一捣固车的出现,养护效率显著提高。捣镐(又称捣固镐)作为捣固装置的关键工作工具,其使用性能及寿命直接影响着养护车的养护效率及质量。捣固装置及捣镐如图1 所示。捣镐的主要工作部位是表面包覆的耐磨层,耐磨层的磨损和脱落是其主要失效形式,延长捣镐使用寿命的关键是提高表面的耐磨性2 1 。目前,捣镐的镐掌、镐背及镐尖均采用包覆硬质合金来提高耐磨性。因此,硬质合金与钢的
4、钎焊质量是决定捣镐使用寿命的关键因素3(a)(b)(a)捣固装置(b)捣镐图1捣固装置及捣镐收稿日期:2 0 2 3-0 2-1 0作者简介:高华(1 9 7 8 一),男,高级工程师,本科。当前研究人员已对硬质合金/钢不同钎焊工艺进行了大量研究,包括真空钎焊4-6 、高频钎焊2.7.等。而为了保证钎料异种金属母材表面的铺展润湿性,所采用的钎料多为Ag基钎料3.9 。但国内外捣镐由于制造工艺不同所得性能仍存在较大差异,因此,本文通过对国内外不同捣镐表面硬质合金/钢钎焊样品的宏观形貌、微观组织、化学成分、力学性能进行了检测,对当前国内外不同捣镐表面硬质合金/钢针焊接头制造水平进行了对比分析。1国
5、内外捣镐钎焊接头宏观形貌对比首先采用光镜对国内外捣镐硬质合金/钢钎焊接头宏观形貌及微观组织进行了显微观察。如图2(a)所示,国外硬质合金/钢钎缝厚度均匀,钎缝厚度约为8 8.7 1 m。从捣镐实际表面结构来看,捣镐表面硬质合金片面积较大,钎缝的厚度一致说明焊接过程中压力保持较为均匀。国内制样品典型区域接头宏观形貌如图3(a)所示,相较于国外样品,国内样品钎缝厚度同样较为均匀,焊接过程对压力均匀性上控制性优异,且钎缝厚度基本与国外样品一致,约为9 1.9 1 m。此外,国内外样品钎缝均发现了一定数量的气孔,并随机分布于各个区域。表明采用钎焊对硬质合金与钢进行连接,在大连接面积41高国内外捣镐表面
6、硬质合金覆层针焊接头组织及性能对比分析华,程志,李炎秋,等条件下,气孔的产生不可避免。而气孔的产生也主要与焊接过程中针剂保护作用下产生的气体难以排出有关。(b)硬质合金(a)硬质合金气孔钎缝钢钢(a)宏观形貌(b)图(a)放大区域微观组织图2国外制硬质合金/钢钎焊接头国内外捣镐表面硬质合金/钢钎焊接头微观组织形貌分别如图2(b)与图3(b)所示。对比发现,两接头均呈典型的钎焊特征,硬质合金与钢母材基本保持原始的固态平直状态,钎缝主要由液态填充材料组成。对硬质合金侧母材及钢侧母材观察发现,未发现显著的退化层(硬质合金侧)与受热影响区(钢侧)。分析主要是由于当前市场上均采用Ag基钎料,连接温度较低
7、,两母材焊接过程中受热程度较低,元素扩散受到抑制。而由于采用Ag基钎料,钎缝区域组织主要为Ag基固溶体及其上均勾分布的Cu基固溶体组织,与相关研究结果一致1 0)O(b)硬质合金(a)硬质合金(a)宏观形貌(b)图(a)放大区域微观组织图3国内制硬质合金/钢钎焊接头2国内捣镐钎焊接头微观组织分析为了分析接头物相组成,对国内捣镐钎焊接头典型区域的微观组织进行了SEM观察并对物相进行了EDS成分分析,结果分别如图4 及表1 所示。如图4(a)所示,根据接头微观组织形貌特征,可以将接头分为3个典型区域,即硬质合金/钎缝界面、钎缝、钢/钎缝界面区域。通过对硬质合金侧界面线扫分布,如图5所示,钎缝与硬质
8、合金的连接主要依靠母材中的C元素与钎料中的Cu、Z n 元素的相互扩散实现。钢侧母材与钎缝的连接主要依靠钢母材中的Fe元素与钎料中的Cu、Z n 与Ni元素的相互扩散实现。结合接头元素点成分分析物相组成,硬质合金/钎缝界面与钢/钎缝界面均形成了一层Cu基固溶体(点3)。因为熔化钎料(Ag-Cu基钎料)中高熔点Cu在冷却过程中首先凝固,固态硬质合金与钢母材表面是良好的形核质点,有利于降低形核过程中所需克服的表面能增加阻力。因此,在硬质合金/钎缝与钢/钎缝界面层均首先出现了一层Cu基固溶体层。(a)便质合金(b)硬质合金针缝钢钎缝T(a)接头整体形貌(b)硬质合金/钎缝界面(c)(d)钎缝针缝钢(
9、c)钎缝(d)钢/钎缝界面图4国内捣镐钎焊接头典型区域的接头微观组织表1界面各点化学元素质量分数%CFeCoNiCuZnAgCdW点117.9578.713.34点262.051.1336.40点320.001.0611.1436.3225.671.25点429.2411.7012.5133.0911.28点519.450.340.6815.7335.05 27.621.12点618.1516.0835.8428.711.21点724.5711.158.8338.4912.73点817.060.8014.18 34.5425.71.06点927.171.2714.7513.7330.2111.
10、03点1 019.682.4010.6637.5428.531.16点1 112.8485.50(a)(b)钢钎缝硬质合金钎缝界面层小界面层1400wMet1200Ca122La121000Aglal8000-40002000(a)硬质合金/钎缝界面(b)钢/钎缝界面图5硬质合金侧界面元素线分布通过EDS分析,钎缝主要由Ag基固溶体(点7)和其上均匀分散分布的Cu基固溶体(点6)组成。随着冷却温度进一步降低,残留在液态钎料中42机车车辆工艺第4 期2 0 2 3年8 月试验检测的Cu由于较高的温度,首先在钎缝中凝固形成岛状Cu基固溶体。当温度降低至Ag的凝固温度时,残余的Ag在进一步冷却过程中
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 国内外 表面 硬质合金 覆层 钎焊 接头 组织 性能 对比 分析
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。