1.硬质合金
⏹硬质合金是一种高生产率的工具材料，具有高硬度、高强度、耐磨损及良好的红硬
性等优异性能。

用来制作刀具、模具、量具、采掘工具以及耐磨作为主要性能的各种零部件，在机械加工、地质勘探、矿山开采等工业领域得到广泛应用。

⏹硬质合金价格昂贵且韧性差，使其难以生产较大尺寸、形状复杂的制品。

而且许多
零件在使用时并不需要整体都用硬质合金制造，所以将硬质合金与韧性较好、强度较高、加工性能优异、廉价的钢连接起来具有重要的使用价值。

⏹钎焊法是目前硬质合金与钢的主要焊接方法，近十年来，一些新的焊接方法如烧结
扩散焊、钨极惰性气体保护焊、激光焊等也在积极研究探索之中，将有可能在硬质合金的焊接中得到广泛的应用。

2.钎焊性
⏹Ⅰ硬质合金的钎焊性是较差的。

这是因为硬质合金的含碳量较高，未经清理的表面
往往含有较多的游离碳，从而妨碍钎料的润湿。

此外，硬质合金在钎焊的温度下容易氧化形成氧化膜，也会影响钎料的润湿。

因此，钎焊前的表面清理对改善钎料在硬质合金上的润湿性是很重要的，必要时还可采取表面镀铜或镀镍等措施。

⏹Ⅱ硬质合金钎焊中的另一个问题是接头易产生裂纹。

这是因为它的线膨胀系数仅为
低碳钢的一半，当硬质合金与这类钢的基体钎焊时，会在接头中产生很大的热应力，从而导致接头的开裂。

因此，硬质合金与不同材料钎焊时，应设法采取防裂措施。

3.钎焊材料
硬质合金通常采用纯铜、铜锌和银铜钎料。

⏹ⅰ纯铜：纯铜对各种硬质合金均有良好的润湿性，但需在氢的还原性气氛中钎焊才
能得到最佳效果。

同时，由于钎焊温度高，接头中的应力较大，导致裂纹倾向增大。

采用纯铜钎焊的接头抗剪强度约为150MPa，接头塑性也较高，但不适用于高温工作。

⏹ⅱ铜锌钎料：铜锌钎料是硬质合金最常用的钎料。

为提高钎料的润湿性和接头的
强度，在钎料中常添加Mn、Ni、Fe等合金元素。

例如B-Cu58ZnMn中就加有w(Mn)4％，使硬质合金钎焊接头的抗剪强度在室温达到300～320MPa：在320°C 时仍能维持220—240MPa。

在B—Cu58ZnMn的基础上加入少量的Co，可使钎焊接头的抗剪强度达到350MPa，并且具有较高的冲击韧度和疲劳强度，显著提高了刀具和凿岩工具的使用寿命
⏹ⅲ银铜钎料：银铜钎料的熔点较低，钎焊接头产生的热应力较小，有利于降低硬质
合金钎焊时的开裂倾向。

为改善钎料的润湿性并提高接头的强度和工作温度，钎料中还常添加Mn、Ni等合金元素。

例如B-Ag50CuZnCdNi钎料对硬质合金的润湿性极好，钎焊接头具有良好的综合性能。

4.焊前准备
⏹①焊前应先检查硬质合金是否有裂纹、弯曲或凸凹不平等缺陷。

钎焊面必须平整，
如果是球形或矩形的硬质合金钎焊面也应符合一定的几何形状，保证合金与基体之间有良好的接触，才能保证钎焊质量。

⏹②对硬质合金进行喷砂处理，没有喷砂设备的情况下，可用手拿住硬质合金，在旋
转着的绿色碳化硅砂轮上磨去钎焊面上的氧化层和黑色牌号字母。

如不去除硬质合
金钎焊面上的氧化层，钎料不易润湿硬质合金。

经验证明，钎焊面上若有氧化层或黑色牌号字母，应进行喷砂处理，否则钎料不易润湿硬质合金，钎缝中仍会出现明显的黑色字母，使钎焊面积减少，发生脱焊现象。

⏹③在清理硬质合金钎焊面时，最好不用化学机械研磨或电解磨削等方法处理，因为
它们都是靠腐蚀硬质合金表面层的黏结剂（钴）来加快研磨或提高磨削效率的，而硬质合金表面的钴被腐蚀掉后，钎料就很难再润湿硬质合金，容易造成脱焊现象。

特殊情况下，硬质合金钎焊面必须用上述方法或电火花线切割处理时，可将处理后的硬质合金再进行喷砂处理或用碳化硅砂轮磨去表面层。

喷砂后的硬质合金可用汽油、酒精清洗，以去除油污。

⏹④钎焊前应仔细检查钢基体上的槽形是否合理，尤其是对易裂牌号的硬质合金和大
钎焊面的硬质合金工件，更应严格要求。

刀槽也进行喷砂处理和清洗去除油污。

清洗量大时，可采用碱性溶液煮沸10～15min。

高频或浸铜钎焊的多刃刀具及复杂量具，最好用饱和硼砂水溶液煮沸20～30min，取出烘干后再进行焊接。

⏹⑤钎料使用前用酒精或汽油擦净，并根据钎焊面裁剪成形。

钎焊一般硬质合金刀具
或模具时，钎料厚度0.4～0.5mm左右比较合适，大小与钎焊面相似即可。

当用焦炭炉加热时，钎料可适当增加。

在钎焊硬质合金多刃刀具、量具等工件时，应尽量缩小钎焊片的面积，一般可将钎料片剪成钎焊面的1/2左右，当钎焊技术熟练时，可将钎料片减少至钎焊面的1/3或更小。

减少钎料可使焊后工件外形美观、刃磨更方便。

5.钎剂和保护气体
⏹钎剂：钎剂的选择应与所焊的母材和所选的钎料相配合。

工具钢和硬质合金钎焊时，
所用的钎剂主要以硼砂和硼酸为主，并加入一些氟化物(KF、NaF、CaF2等)。

铜锌钎料配用FB301、FB302和FBl05钎剂，银铜钎料配用FBl01～FBl04钎剂。

采用专用钎料钎焊高速钢时，主要配用硼砂钎剂。

⏹保护气体：为了防止工具钢在钎焊加热过程中的氧化和免除钎焊后的清理，可以采
用气体保护钎焊。

保护气体可以惰性气体，也可以是还原性气体要求气体的露点应低于-40°C。

硬质合金可在氢气保护下进行钎焊，所需氢气的露点应低于-59°C。

6.钎焊过程
⏹硬质合金的表面在钎焊前应经喷砂处理，或用碳化硅或金刚石砂轮打磨，清除表面
过多的碳，以便于钎焊时被钎料所润湿。

含碳化钛的硬质合金比较难润湿，通过在其表面上涂敷氧化铜或氧化镍膏状物，并在还原性气氛中烘烤使铜或镍过渡到表面上去，从而增强钎料的润湿性。

⏹焊接硬质合金工具时，均匀加热刀杆和硬质合金片是保证焊接质量的基本条件之一。

如果硬质合金片加热温度高于刀杆，熔化后的钎料润湿了硬质合金片而不能润湿刀杆，接头强度就会降低，在沿焊层剪切合金片时，钎料不破坏，而随合金片脱开。

在焊层上还可看到刀杆支撑面铣刀痕迹。

如加热速度过快，刀杆温度高于合金片时，会出现相反的现象。

⏹钎剂、钎料和硬质合金安放顺序和相互位置对钎焊质量有直接的影响。

正确的安放
方法是：将钎料放在刀槽上，撒上钎剂，再放硬质合金，在硬质合金顶面沿侧面焊缝处再撒上一层钎剂。

这样在钎焊时便于掌握钎焊温度，减少焊缝外黏附的多余钎料。

⏹※硬质合金与钢氧－乙炔钎焊的操作技术要点如下：
⏹①为了防止硬质合金刀片在钎焊过程中脱碳或过烧，要选用碳化焰。

⏹②钎焊温度1000℃左右为宜，即硬质合金刀片加热呈亮红色。

如果刀片呈暗红色
或白亮色时不能钎焊，因为前者温度过低，后者温度过高，已出现过烧现象。

⏹③焊炬由左向右、由右向左、由上向下反复对刀体进行加热，使刀体和刀片受热均
匀一致。

⏹④钎焊时焊嘴与刀杆的间距约为50mm，焊嘴与刀杆端倾斜角度为110º，这样可保
证有效地利用火焰热量和加热平衡。

钎焊过程中，要使火焰始终覆盖在整个钎焊部位，使之与空气隔离，以防止氧化或产生气孔。

⏹⑤钎焊速度应按刀片的大小来确定。

钎焊40钢与YT15硬质合金车刀应尽量在1min
内完成，这样能有效地防止硬质合金过烧或脱碳。

⏹⑥钎焊之后，需用火焰对刀片部位进行加热，然后慢慢地将焊嘴离开，使焊件缓慢
冷却，以防止裂纹。

⏹钎焊过程中要正确地控制工件的钎焊温度。

钎焊温度过高，会造成焊缝氧化和含锌
钎料中锌元素的蒸发；钎焊温度过低，焊缝会因钎料的流动性不好而偏厚，焊缝内有大量的气孔和夹渣，这是造成脱焊的主要原因。

钎焊温度应比钎料熔点高30～50℃，这时钎料的流动性、渗透性好，易于渗透布满整个焊缝。

钎料熔化后用紫铜加压棒将硬质合金沿槽窝往复移动2～3次，以排除焊缝中的熔渣。

移动距离约为硬质合金长度的1/3左右。

⏹钎焊后的冷却速度是影响钎焊裂纹的主要因素之一。

冷却时硬质合金片表面产生瞬
时拉应力，硬质合金的抗拉应力大大低于抗压应力。

尤其是YT60、YT30、YG3X 等硬质合金钎焊面积较大以及基体小而硬质合金较大的工件，更应注意钎焊后的冷却速度。

通常是将焊后工件立即插入石灰槽或木炭粉槽中，使工件缓慢冷却。

这种方法操作简单，但是无法控制回火温度。

有条件的可在钎焊后立即将工件放入220～250℃的炉内回火6～8h。

采用低温回火处理能消除部分钎焊应力，减少裂纹和延长硬质合金工具的使用寿命。