河南理工大学
毕业设计（论文）开题报告
院（部）：材料科学与工程学院 2015年 4 月5日
课题名称 保温时间对YG8硬质合金与1Cr18Ni9Ti不锈钢保护气氛钎焊的影响
学生姓名 专业班级 锻压1201 课题类型 工程设计
指导教师 职称 高级实验师 课题来源 自拟
一、 综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义
1.1 硬质合金概述
硬质合金工具在各工业部门已经得到广泛的应用，并收到了显著的效果。但是硬
质合金的材质脆硬、韧性差而且价格高，这些因素使其难以被制成大尺寸、形状复杂
的构件加以应用，而硬质合金与钢体材质的焊接是弥补其不足的主要方法，合适可靠
的焊接技术正在不断拓展它的应用范围。因此，欲更好更合理地应用硬质合金，必须
了解它的性能特点，根据其用途的不同而选择合适的焊接工艺。本毕业设计做了一系
列的实验，确定在910℃下，YG8合金和不锈钢焊接最佳保温的时间。
硬质合金是一种以难熔金属化合物(WC、TaC、TiC、NbC等)为基体，以过渡族
金属(Co，Fe，Ni)为粘结相，通过粉末冶金方法制备的金属陶瓷工具材料，它具有高
强度、高硬度、高弹性模量、耐磨损、耐腐蚀、热膨胀系数小以及化学性质较为稳定
等优点，广泛应用于切削工具、耐磨零件、采矿与筑路工程机械等领域。硬质合金与
钢的焊接主要用于机械加工的刀具、刃具、模具、采掘工具和以耐磨作为主要性能的
各种零部件，特点是可以节省大量的贵重金属，降低生产成本，提高零部件的使用寿
命。硬质合金含有较高含量的碳化物和合金元素，虽然可以进行焊接加工，但焊接时
容易出现淬硬组织和裂纹。必须采取有效的工艺措施，才能获得满意的焊接接头。目
前生产中硬质合金与钢焊接常用的焊接方法有氧－乙炔火焰钎焊、真空钎焊、电弧焊、
惰性气体保护焊、摩擦焊、等离子弧焊、真空扩散焊和电子束焊等。钎焊法是硬质合
金与钢焊接的主要的方法。本文研究最佳的钎焊生产工艺有着十分重要的理论意义。
1.2国内外研究综述
李玉龙等人用Cu-Zn复合中间层进行了WC-Co硬质合金与中碳钢进行了感应钎
焊，结果表明，两种钎料与硬质合金结 合处形成互溶区,HL105形成的互溶区宽度大
概为1 μm,而HL841形成的互溶区宽度约为3μm;HL841钎料中的Co、Ni等元素有
利于形成Fe-Co-Ni单相固溶体,同时钎焊过程中钎料中的Co 还能缓解硬质合金中粘
结相Co的扩散流失.这些原因使得采用HL841焊接的试样的接头力学性能优于
HL105。
W.B．Lee等人用Cu和Ni复合中间层进行了WC-Co硬质合金与45号钢的真空
钎焊，所得接头最大剪切强度可达310MPa，但在WC-Co硬质合金与45号钢的焊接
接头中生成有材料性质很脆的η相，而加入到硬质合金的Cr3C2会抑制接头中η相的
形成。通过在Cu-Zn合金上电镀Ni作为中间层，可以实现WC-Co硬质合金与3Cr13
钢的真空钎焊，所得接头力学性能较好。而通过在YT15硬质合金上电镀Ni-Cu-P层，
也可以实现了硬质合金与钢的钎焊，并且接头最大抗拉强度可以达到480MPa。
王健研究了合金钢刀具在焊接硬质合金刀片的加工方法及钎焊温度的控制与选
择。分析焊接硬质合金刀片时，回火温度对刀体及刀片切削性能的影响。从工艺参数、
宏观、微观机理方面逐一分析硬质合金产生裂纹的原因。有效解决了生产中硬质合金
刀具崩齿、不耐用等问题。
万祥明、刘建雄等人研究了影响钎焊过程中影响焊接接头质量的三大主要因素：
钎料润湿与填充不充分、焊接残余应力过大以及高脆性相得生成。同时研究了这三大
因素的产生原因以及解决措施。解决措施有对硬质合金表面进行仔细清理、选择合适
的钎料和钎剂、控制焊接温度及加热速度、控制钎焊温度、选择合适的焊后冷却工艺
和抑制WC脱碳及Co的扩散可抑制η相生成。万祥明、刘建雄等人研究了影响钎焊
过程中影响焊接接头质量的三大主要因素：钎料润湿与填充不充分、焊接残余应力过
大以及高脆性相得生成。同时研究了这三大因素的产生原因以及解决措施。解决措施
有对硬质合金表面进行仔细清理、选择合适的钎料和钎剂、控制焊接温度及加热速度、
控制钎焊温度、选择合适的焊后冷却工艺和抑制WC脱碳及Co的扩散可抑制η相生
成。
二、毕业设计（论文）所用的主要技术与方法
主要通过比较的实验方法。
通过对硬质合金和不锈钢在只有保温时间不同的情况下进行钎焊，然后观察焊接
处金相显微组织等物理化学性质分析焊接性好坏。
三、主要参考文献：
[1]. 玉龙. 45钢与钨钴硬质合金的钎焊组织与性能. 热加工工艺2012年第41卷第03期.
[2]. Lee W B，Kwon B D, Jung S B. Effect of bonding time on joint properties of vacuum
brazed WC -Co hard metal/carbon steel using stacked Cu and Ni alloy as insert metal
[J]. Materials Science and Technology, 2004, (20): 1474-1478.
[3]. 王建. Equipment Manutacturing Technology . No.11.2014.
[4]. 万祥明，刘建雄. 金属铸锻焊技术. 2010.
四、毕业设计（论文）进度安排
2016年3月阅读文献，翻译，开题报告，文献综述，设计实验方案，购买所需药品和
器材，进行尝试性试验。
2016年4月上交各种学校规定的文件，按照实验方案进一步开展实验，分析实验结果，
根据现有的设备条件不断调整实验方案以获得所需要的结果，记录实验数据。
2016年5月根据课题要求测试相应的试样的性能，分析这些性能，记录实验数据并进
行总结。
2016年6月撰写毕业论文，准备毕业答辩。
六、指导教师审批意见：
指导教师： （签名）
年 月 日