硬質合金工具鋼釬焊 技術
1、釬焊性
工具鋼通常包括碳素工具鋼、合金工具鋼和高速鋼，而硬質合金是碳化物(如 WC、TiC 等)與粘結金屬 (如 Co 等)經粉末燒結而成的。工具鋼和硬質合金的釬焊技術主要用於刀具、模具、量具和采掘工具的制造 上。 工具鋼釬焊中的主要問題，是它的組織和性能易受釬焊過程的影響。如果釬焊工藝不當，極易產生高 溫退火、氧化及脫碳等問題。例如高速鋼 W18Cr4V 的淬火溫度1260—1280℃，為避免上述問題的發生， 確保切削時具有最大的硬度和耐磨性，要求釬焊溫度必須與淬火溫度相適應。
硬質合金的釬焊性是較差的。這是因為硬質合金的含碳量較高，未經清理的表面往往含有較多的遊離 碳，從而妨礙釬料的潤濕。此外，硬質合金在釬焊的溫度下容易氧化形成氧化膜，也會影響釬料的潤濕。 因此，釬焊前的表面清理對改善釬料在硬質合金上的潤濕性是很重要的，必要時還可采取表面鍍銅或鍍鎳 等措施。
硬質合金釬焊中的另壹個問題是接頭易產生裂紋。這是因為它的線膨脹系數僅為低碳鋼的壹半，當硬 質合金與這類鋼的基體釬焊時，會在接頭中產生很大的熱應力，從而導致接頭的開裂。因此，硬質合金與 不同材料釬焊時，應設法采取防裂措施。
2、釬焊材料
(1)釬料釬焊工具鋼和硬質合金通常采用純銅、銅鋅和銀銅釬料。純銅對各種硬質合金均有良好的潤濕 性，但需在氫的還原性氣氛中釬焊才能得到最佳效果。同時，由於釬焊溫度高，接頭中的應力較大，導致 裂紋傾向增大。采用純銅釬焊的接頭抗剪強度約為 150MPa，接頭塑性也較高，但不適用於高溫工作。
銅鋅釬料是釬焊工具鋼和硬質合金最常用的釬料。為提高釬料的潤濕性和接頭的強度，在釬料中常添 加 Mn、Ni、Fe 等合金元素。例如 B-Cu58ZnMn 中就加w(Mn)4%，使硬質合金釬焊接頭的抗剪強度在 室溫達到 300～320MPa：在 320° 時仍能維持 220—240MPa。在 B—Cu58ZnMn 的基礎上加入少量的 C C o，可使釬焊接頭的抗剪強度達到 350MPa，並且具有較高的沖擊韌度和疲勞強度，顯著提高了刀具和鑿巖 工具的使用壽命。
銀銅釬料的熔點較低，釬焊接頭產生的熱應力較小，有利於降低硬質合金釬焊時的開裂傾向。為改善 釬料的潤濕性並提高接頭的強度和工作溫度，釬料中還常添加 Mn、Ni 等合金元素。例如 Ag50CuZnCd Ni 釬料對硬質合金的潤濕性極好，釬焊接頭具有良好的綜合性能。
除上述 3 種類型的釬料外，對於工作在 500° 以上且接頭強度要求較高的硬質合金，可以選用 Mn 基 C 和 Ni 基釬料，如 B-Mn50NiCuCrCo 和 B-Ni75CrSiB 等。對於高速鋼的釬焊，應選擇釬焊溫度與淬火溫度 相匹配的專用釬料，如表 3 所示。這種釬料分為兩類，壹類為錳鐵型釬料，主要由錳鐵及硼砂組成，所釬 焊的接頭抗剪強度壹般為 100MPa 左右，但接頭易出現裂紋：另壹類為含 Ni、Fe、Mn 和 Si 的特殊銅合金， 用它釬焊的接頭不易產生裂紋，其抗剪強度能提高到 300MPa。
(2)釬劑和保護氣體釬劑的選擇應與所焊的母材和所選的釬料相配合。工具鋼和硬質合金釬焊時，所用 的釬劑主要以硼砂和硼酸為主，並加入壹些氟化物(KF、NaF、CaF2 等)。銅鋅釬料配用 FB301、FB302 和 FBl05 釬劑，銀銅釬料配用 FBl01～FBl04 釬劑。采用專用釬料釬焊高速鋼時，主要配用硼砂釬劑。
為了防止工具鋼在釬焊加熱過程中的氧化和免除釬焊後的清理，可以采用氣體保護釬焊。保護氣體可 以惰性氣體，也可以是還原性氣體要求氣體的露點應低於-40 C°。 硬質合金可在氫氣保護下進行釬焊，所需 C 氫氣的露點應低於-59 C°。
3、釬焊技術
工具鋼在釬焊前必須進行清理，機械加工的表面不必太光滑，以便於釬料和釬劑的潤濕和鋪展。硬質 合金的表面在釬焊前應經噴砂處理，或用碳化矽或金剛石砂輪打磨，清除表面過多的碳，以便於釬焊時被 釬料所潤濕。含碳化鈦的硬質合金比較難潤濕，通過在其表面上塗敷氧化銅或氧化鎳膏狀物，並在還原性 氣氛中烘烤使銅或鎳過渡到表面上去，從而增強釬料的潤濕性。
碳素工具鋼的釬焊最好在淬火工序前進行或者同時進行。如果在淬火工序前進行釬焊，所用釬料的固 相線溫度應高於淬火溫度範圍，以使焊件在重新加熱到淬火溫度時仍然具有足夠高的強度而不致失效。當 釬焊和淬火合並進行時，選用固相線溫度接近淬火溫度的釬料。
合金工具鋼的成分範圍很寬，應根據具體鋼種確定適宜的釬料、熱處理工序以及將釬焊和熱處理工序 合並的技術，從而獲得良好的接頭性能。
高速鋼的淬火溫度壹般高於銀銅和銅鋅釬料的熔化溫度，因此需在釬焊前進行淬火，並在二次回火期 間或之後進行釬焊。如果必須在釬焊後進行淬火，只能選用前述的專用釬料進行釬焊。釬焊高速鋼刀具時 采用焦炭爐比較合適，當釬料熔化後，取出刀具並立即加壓，擠出多余的釬料，再進行油淬，然後550 ～570℃回火。
硬質合金刀片與鋼制刀桿釬焊時，宜采取加大釬縫間隙和在釬縫中施加塑性補償墊片的方法，並在焊 後進行緩冷，以減小釬焊應力，防止裂紋產牛，延長硬質合金刀具組件的使用壽命。
釬焊後，焊件上的釬劑殘渣先用熱水沖洗或用壹般的除渣混合液清洗，隨後用合適的酸洗液酸洗，以 清除基體刀桿上的氧化膜。但註意不要使用硝酸溶液，以防腐蝕釬縫金屬