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磨损是金属材料常见的一种破坏方式,提高设备易损件的耐磨性能可有效地提高设备的工作效率,降低其维护成本。钢结硬质合金TM60具有高的硬度和良好的耐磨性能,是一种理想的耐磨材料。但是其韧性较低,成本高,如用作耐磨材料,需与韧性较好、成本较低的材料联合使用,但两者之间目前尚没有良好可靠的连接方式。将钢作为基体材料,采用火焰钎焊将其与TM60连接是一种可行的连接方式,但到目前为止尚未见到相关的研究报道,因此研究TM60与钢火焰钎焊的工艺性能,确定相关的工艺参数,具有重要的现实意义。
本文通过铺展试验,冲击试验和三点弯曲试验,采用自行配制的硬钎剂YJ-1、粉301、YJ-6和200以及市场购买的铜基钎料HL105、HL801、HL811和H62,对TM60和Q345B钢进行火焰钎焊,确定了综合性能较好的钎料和钎剂。铺展试验表明:HL811和200配合时,钎料在TM60和Q345B上的铺展面积均比较大,分别为256.3 mm2和357.3mm2;冲击试验和三点弯曲试验结果表明:钎料HL811和钎剂200配合钎焊综合性能最好,冲击功为3.37J,弯曲强度为251.2MPa。
在前述试验的基础上进行了钎料为HL811,钎剂为200的单因素试验,以考察钎剂和钎料溶化后的加热时间,钎焊后冷却方式以及钎焊焊缝间隙大小等因素对钎焊接头性能的影响。通过进行组织观察,显微硬度测试和冲击性能测试,分析研究了不同工艺参数下钎焊接头的组织性能,然后对部分试样进行了能谱分析和X射线衍射分析,以确定焊缝区的元素分布和相组成。试验结果表明:钎料与基体间的元素发生了相互扩散,实现了有效的冶金结合,钎焊接头有新的合金相如Co3Ti、Ti2Cu3、Co3Fe7和Fe4Cu3生成。
根据相关试验得到了试验范围内最佳的工艺参数:钎剂熔化后加热时间10s时添加钎料,钎料熔化后加热时间为15s时停止加热,钎焊间隙为0.2mm,钎焊后在空气中冷却。
最后,采用最优的工艺参生产了某厂家自行研制的锥齿式破碎机所用耐磨部件—齿圈,并将该部件安装到某铜矿的锥齿式破碎机上进行破碎试验,试验结果表明,钎焊TM60的齿圈的使用寿命提高了7倍左右,同时没有发生断裂掉齿的现象,获得了较为理想的试验结果。