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钎涂工艺简介 钎涂工艺是由我公司主导开发改进设计的一种介于热喷涂工艺与焊接工艺 之间的特殊涂层成型工艺，它结合了热喷涂和焊接工艺的优点。钎涂工艺设备的 主要组成包括高频钎涂设备、能量转换器、移动工装。 (1) 高频钎涂设备 选择了高频电源作为表面处理的感应电源，这种电源经改进后，利用特殊设 计的能量转换器 ，使其具有适合于大型零件表面处理的优点，配合多轴数控系 统，根据各轴的运动方向和距离编程，使其运动轨迹自动进行，精确度可达0.1mm 以内。 (2) 能量转换器 获得致密均匀涂层，靠高速热喷涂来达到；而超过100Mpa的结合强度，必 须靠增加其冶金结合来获取。因此，我们采用了“超音速火焰喷涂”加 “钎料表 面高频重熔”来制作。 在高频电流的作用下，对经预热的材料涂层与基体表面迅速加热，使颗粒熔 化，造渣上浮到涂层表面，生成的硼化物和硅化物弥散在涂层中，使颗粒间和基 体表面达到良好结合。最终沉积物是致密的金属结晶组织并与基体形成约 0.1mm 左右的冶金结合层，孔隙率基本降为零，其结合强度超 100MPa，抗冲 击性能较好、耐磨、耐腐蚀，外观呈镜面。基体和涂层通过高频加热，不但加热 时间短，而且使液体钎料对流、元素扩散充分。加上钎料本身所具有的良好润湿 性，充分填满间隙， (3) 钎焊过程中，对基体影响减少到最小。 高频加热能量集中，升温速度快，基体变形小。 钎料表面重熔对基体材料不会造成熔焊带来的损伤，对基体影响极小，钎焊 涂层表面平整、不易出现裂纹和孔洞、后续加工量很小，与基体形成冶金结合， 结合强度高。 1 8 第 页 共 页 图1：钎涂涂层示意图 图2：钎涂试块 一、钎涂层的性能 1、线膨胀系数 钎涂层的线膨胀系数见表1。改表说明，钎涂层的线膨胀系数绒碳钢和铁素 体钢比较接近，因此适用于这类材料的钎涂。钎涂层的线膨胀系数比奥氏体钢小， 对于奥氏体钢的钎涂，由于线膨胀系数差别较大，容易出现较大的内应力。 表1：钎涂层和钢的线膨胀系数 钎涂层和钢 Cr C /BNi82CrSiB WC/BNi82CrSiB 铁素体钢 奥氏体钢 3 2 线膨胀系数 11.4 8.1 12~14 17~18 -6 / （10 /k） 2、结合强度 钎涂层与母材的结合强度随着涂层成分的不同可达250-400MPa，比喷涂层 与母材的结合强度要高的多。钎涂层与母材具有良好的冶金结合；而喷涂层与母 2 8 第 页 共 页 材的结合大多是机械结合，强度显然也低得多。 3、钎涂层组织 研究钎涂层组织的目的：①确定硬质合金在钎涂层内的含量；②钎涂层的气 孔率；③相组成。见表2 表2：钎涂层硬质合金含量和气孔率 钎涂层 硬质合金含量 （质量分数％） 气孔率 （％） Cr C /BNi82CrSiB 66 0.98 3 2 WC/BNi82CrSiB 72 1.42 2/3 2 此表表明，硬质合金在钎涂层内所占比率达 以上，气孔率＜ ％，钎涂 层质量是很好。 4、硬度 3 WC Cr C 各钎涂层的硬度值列于