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一、碳鋼和低合金鋼的釬焊
釬焊材料
釬料 碳鋼和低合金鋼的釬焊包括軟釬焊和硬釬焊。軟釬焊中應用量廣的釬料是錫鉛釬料，這種釬料對鋼的潤濕性隨含錫量的增加而提高，因而對密封接頭宜采用含錫量高的釬料。錫鉛釬料中的錫與鋼在界面上可能形成FeSn2金屬間化合物層，為避免該層化合物的形成，應適當控制釬焊溫度和保溫時間。幾種典型的錫鉛釬料釬焊的碳鋼接頭的抗剪強度如表1所示，其中以w(Sn)為50%的釬料釬焊的接頭強度最高，不含銻的釬料所焊的接頭強度比含銻的高。
碳鋼和低合金鋼硬釬焊時，主要采用純銅、銅鋅和銀銅鋅釬料。純銅熔點高，釬焊時易使母材氧化，主要用于氣體保護釬焊和真空釬焊。但應注意的是釬焊接頭間隙宜小于0.05mm，以免產(chǎn)生因銅的流動性好而使接頭間隙不能填潢的問題。用純銅釬焊的碳鋼和低合金鋼接頭具有較高的強度，一般抗剪強度在150～215MPa，而抗拉強度分布在170～340MPa之間。
與純銅相比，銅鋅釬料因Zn的加入而使釬料熔點降低。為防止釬焊時Zn的蒸發(fā)，一方面可在銅鋅釬料中加入少量的Si；另一方面必須采用快速加熱的方法，如火焰釬焊、感應釬焊和浸沾釬焊等。采用銅鋅釬料釬焊的碳鋼和低合金鋼接頭都具有較好 的強度和塑性。例如用B-Cu62Zn釬料釬焊的碳鋼接頭抗拉強度達420MPa，抗剪強度達290MPa，銀銅站釬料的熔點比銅鋅釬料的熔點還低，便于針焊的操作。這種釬料適用于碳鋼和低合金鋼的火焰釬焊、感應釬焊和爐中釬焊，但在爐中釬焊時應盡量降低Zn的含量，同時應提高加熱速度。采用銀銅鋅釬料釬焊碳鋼和低合金鋼，可獲得強度和塑性均較好的接頭。
釬劑 釬焊碳鋼和低合金鋼時均需使用釬劑或保護氣體。釬劑常按所選的釬料和釬焊方法而定。當采用錫鉛釬料時，可選用氯化鋅與氯化銨的混合液作釬劑或其他專用釬劑。這種釬劑的殘渣一般都具有很強的腐蝕性，釬焊后應對接頭進行嚴格清洗。
采用銅鋅釬料進行硬釬焊時，應選用FB301或FB302釬劑，即硼砂或硼砂與硼酸的混合物；在火焰釬焊中，還可采用硼酸甲酯與甲酸的混合液作釬劑，其中起去膜作用的是B2O3蒸氣。
當采用銀銅鋅釬料時，可選擇FB102、FB103和FB104釬劑，即硼砂、硼酸和某些氟化物的混合物。這種釬劑的殘渣具有一定的腐蝕性，釬焊后應清除干凈。
釬焊技術
采用機械或化學方法清理待焊表面、確保氧化膜和有機物徹底清除。清理后的表面不宜過于粗糙，不得粘附金屬屑?；蚱渌畚铩?nbsp;
采用各種常見的釬焊方法均可進行碳鋼和低合金鋼的釬焊。火焰釬焊時，宜用中性或稍帶還原性的火焰，操作時應盡量避免火焰直接加熱釬料和釬劑，感應釬焊和浸沾釬焊等快速加熱方法非常適合于調質鋼的釬焊，同時宜選擇淬火或低于回火的溫度進行釬焊，以防母材發(fā)生軟化。保護氣氛中釬焊低合金高強鋼時，不但要求氣體的純度高，而且必須配用氣體釬劑才能保證釬料在母材表面上的潤濕和鋪展。
釬劑的殘渣可以采取化學或機械的方法來清除。有機釬劑的殘渣可用汽油、酒精、丙酮等有機溶劑擦拭或清洗；氯化鋅和氯化銨等強腐蝕性釬劑的殘渣，應先在NaOH水溶液中中和，然后再用熱水和冷水清洗；硼酸和硼酸釬劑的殘渣不易清除，只能用機械方法或在漲水中長時間浸煮解決。
二、工具鋼和硬質合金的釬焊
1、釬焊材料
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，由于釬焊溫度高，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，但不適用于高溫工作。
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中就加有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Co，可使釬焊接頭的抗剪強度達到350MPa，并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(chǎn)生的熱應力較小，有利于降低硬質合金釬焊時的開裂傾向。為改善釬料的潤濕性并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B-Ag50CuZnCdNi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，對于工作在500℃以上且接頭強度要求較高的硬質合金，可以選用Mn基和Ni基釬料，如B-Mn50NiCuCrCo和B-Ni75CrSiB等。對于高速鋼的釬焊，應選擇釬焊溫度與淬火溫度相匹配的專用釬料，這種釬料分為兩類，一類為錳鐵型釬料，主要由錳鐵及硼砂組成，所釬焊的接頭抗剪強度一般為100MPa左右，但接頭易出現(xiàn)裂紋；另一類含Ni、Fe、Mn和Si的特殊銅合金，用它釬焊的接頭不易產(chǎn)生裂紋，其抗剪強度能提高到300MPa。
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，并加入一些氟化物（KF、NaF、CaF2等）。銅鋅釬料配用FB301、FB302和FB105釬劑，銀銅釬料配用FB101～FB104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后的清理，可以采用氣體保護釬焊。保護氣體可以是惰性氣體，也可以是還原性氣體，要求氣體的露點應低于-40℃.硬質合金可在氫所保護下進行釬焊，所需氫氣的露點應低于-59℃。
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于材料和釬劑的潤濕和鋪展。硬質合金的表面在釬焊前應經(jīng)噴砂處理，或用碳化硅或金剛石砂輪打磨，清除表面過多的碳，以便于釬焊時被釬料所潤濕。含碳化鈦的硬質合金比較難潤濕，通過在其表面上新途徑敷氧化銅或氧化鎳膏狀物，并在還原性氣氛中烘烤使銅或鎳過渡到表面上去，從而增加強釬料的潤濕性。
碳素工具鋼的釬焊最好在淬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于淬火溫度范圍，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。當釬焊和淬火合并進行時，選用固相線溫度接近淬火溫度的釬料。
合金工具鋼的成分范圍很寬，應根據(jù)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并的技術，從而獲得良好的接頭性能。
高速鋼的淬火溫度一般高于銀銅和銅鋅釬料的熔化溫度，因此需在釬焊前進行淬火，并在二次回火期間或之后進行釬焊。如果必須在釬焊后進行淬火，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，當釬料熔化后，取出刃具并立即加壓，擠出多余的釬料，再進行油淬，然后在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，并在焊后進行緩冷，以減小釬焊應力，防止裂紋產(chǎn)生，延長硬質合金刀具組件的使用壽命。纖焊后，焊件上的釬劑殘渣先用熱水沖洗或用一般的除渣混合液清洗，隨后用合適的酸洗液酸洗，以清除基體刀桿上的氧化膜。但注意不要使用硝酸溶液，以防腐蝕釬縫金屬。
三、鑄鐵的釬焊
1、釬焊材料
釬料 鑄鐵釬焊主要采用銅鋅釬料和銀銅釬料，常用的銅鋅釬料牌號為B-Cu62ZnNiMuSiR、B-Cu60ZuSnR和B-Cu58ZnFeR等，所釬焊的鑄鐵接頭抗拉強度一般達到120～150MPa，在銅鋅釬料的基礎上，添加Mn、Ni、Sn和Ai等元素，可使釬焊接頭與母材等強度。 銀銅釬料的熔化溫度低，釬焊鑄鐵時可避免產(chǎn)生有害的組織，釬焊接頭的性能好，尤其是含Ni的釬料，如B-Ag50CuZnCdNi和B-Ag40CuZnSnNi等，增強了釬料與鑄鐵的結合力，特別適合于球墨鑄鐵的釬焊，可使接頭與母材等強度。
釬劑 采用銅鋅釬焊鑄鐵時，主要配用FB301和FB302釬劑，即硼砂或硼砂與硼酸的混合物。此外，采用H3BO340%、Li2CO316%、Na2CO324%、NaF7.4%和NaC112.6%組成的釬劑效果更好。 采用銀銅釬料釬焊鑄鐵時，可選擇FB101和FB102等釬劑，即硼砂、硼酸、氟化鉀和氟硼酸鉀的混合物。
2、釬焊技術
釬焊鑄鐵前，應仔細清除鑄件表面上的石墨、氧化物、砂子及油污等雜物。清除油污可采用有機溶劑擦洗的方法，而石墨、氧化物的清除可采用噴砂或噴丸等機械方法，也可采用電化學方法。此外，還可用氧化火焰灼燒石墨而將其去除。
釬焊鑄鐵可采用火焰、爐中或感應等加熱方法、由于鑄鐵表面上易形成SiO2，使保護氣氛中的釬焊效果不好，幫一般都使用釬劑進行釬焊。用銅鋅釬料釬焊較大的工件時，應先在清理好的表面上撒一層釬劑，然后把工件放進爐中加熱或用焊炬加熱。當工件加熱到800℃左右時，再加入補充釬劑，并把它加熱到釬焊溫度，再用針料在接頭邊緣刮擦，使釬料熔化填入間隙。為了提高釬縫強度，釬焊后要在700～750℃進行20min的退火處理，然后進行緩慢冷卻。 釬焊后過剩的釬劑及殘渣采用溫水沖洗即可清除。如果難以去除，則可先用10%的硫酸水溶液或5%～10%的磷酸水溶液清洗，然后再用清水洗凈。
四、不銹鋼的釬焊
1、釬焊性
不銹鋼釬焊中的首要問題是表面存在的氧化膜嚴重影響釬料的潤濕和鋪展。各種不銹鋼中都含有相當數(shù)量的Cr，有的還含有Ni、Ti、Mn、Mo、Nb等元素，它們在表面上能形成多種氧化物甚至復合氧化物。其中，Cr和Ti的氧化物Cr2O3和TiO2相當穩(wěn)定，較難去除。在空氣中釬焊時，必須采用活性強的釬劑才能去除它們；在保護氣氛中釬焊時，只有在低露點的高純氣氛和足夠高的溫度下，才能將氧化膜還原；真空釬焊時，必須有足夠高的真空度和足夠高的溫度才能取得良好的釬焊效果。
不銹鋼釬焊的另一個問題是加熱溫度對母材的組織有嚴重影響。奧氏體不銹鋼的釬焊加熱溫度不應高于1150℃，否則晶粒將嚴重長大；若奧氏體不銹鋼不含穩(wěn)定元素Ti或Nb而含碳量又較高，還應避免在敏化溫度（500～850℃）內釬焊。以防止因碳化鉻的析出而降低耐蝕性能。馬氏體不銹鋼的釬焊溫度選擇要求更嚴，一種是要求釬焊溫度與淬火溫度相匹配，使釬焊工序與熱處理工序結合在一起；另一種是要求釬焊溫度低于回火溫度，以防止母材在釬焊過程中發(fā)生軟化。沉淀硬化不銹鋼的釬焊溫度選擇原則與馬氏體不銹鋼相同，即釬焊溫度必須與熱處理制度相匹配，以獲得最佳的力學性能。
除上述兩個主要問題外，奧氏體不銹鋼釬焊時還有應力開裂傾向，尤其是采用銅鋅釬料釬焊更為明顯。為避免應力開裂發(fā)生，工件在釬焊前應進行消除應力退火，且在釬焊過程中應盡量使工件均勻受熱。
2、釬焊材料
釬料 根據(jù)不銹鋼焊件的使用要求，不銹鋼焊件常用的釬料有錫鉛釬料、銀基釬料、銅基釬料、錳基釬料、鎳基釬料及貴金屬釬料等。
不銹鋼軟釬焊主要采用錫鉛釬料，并以含錫量高為宜。因釬料的含錫量越高，其在不銹鋼上的潤濕性越好。由于接頭強度低，只用于釬焊承載不大的零件。
銀基釬料是釬焊不銹鋼最常用的釬料，其中銀銅鋅及銀銅鋅鎘釬料由于釬焊溫度的母材性能影響不大而應用最為廣泛。幾種常用銀基釬料釬焊的iCr18Ni9Ti不銹鋼接頭的強度列于表4中，銀基釬料釬焊的不銹鋼接頭很少用于強腐蝕性介質中，接頭的工作溫度一般也不超過300℃。釬焊不含鎳的不銹鋼時，為防止釬焊接頭在潮濕環(huán)境中發(fā)生腐蝕，應采用含鎳多的釬料，如B-Ag50CuZnCdNi。釬焊馬氏體不銹鋼時，為防止母材發(fā)生軟化現(xiàn)象，應采用釬焊溫度不超過650℃的釬料，如B-Ag40CuZnCd。保護氣氛中釬焊不銹鋼時，為去除表面上的氧化膜，可采用含鋰的自釬劑釬料，如B-Ag92CuLi和B-Ag72CuLi。真空中釬焊不銹鋼時，為使釬料在不含易蒸發(fā)的Zn、Cd等元素時仍具有較好的潤濕性，可選用含Mn、Ni、Rd等元素的銀釬料。
用于不同鋼釬焊的銅基釬料主要的純銅、銅鎳和銅錳鈷釬料。純銅釬料主要用在氣體保護或真空條件下進行釬焊，不銹鋼接頭工作溫度不超過400℃，但接頭抗氧化性不好。銅鎳釬料主要用于火焰釬焊和感應釬焊，所釬焊的1Cr18Ni9Ti不銹鋼接頭的強度如表5所示?？梢娊宇^能與母材等強度，且工作溫度較高。銅錳鈷釬料主要用于保護氣氛中釬焊馬氏體不銹鋼，接頭強度和工作溫度可與用金基釬料釬焊的接頭相匹敵。如采用B-Cu58MnCo釬料釬焊的1Cr13不銹鋼接頭與用B-Au82Ni釬料釬焊的同種不銹鋼接頭，二者性能相當，但生產(chǎn)成本大大降低。
錳基釬料主要用于氣體保護釬焊，且要求氣體的純度較高。為避免母材的晶粒長大，宜選用釬焊溫度低于1150℃的相應釬料。用錳基釬料釬焊的不銹鋼接頭可獲得滿意的釬焊效果，接頭工作溫度可達600℃。
采用鎳基釬料釬焊不銹鋼時，接頭具有相當好的高溫性能。這種釬料一般用于氣體保護釬焊或真空釬焊。為了克服在接頭形成過程中釬縫內產(chǎn)生較多脆性化合物而使接頭強度和塑性嚴重降低的問題，應盡量減小接頭間隙，保證釬料中易形成脆性相的元素充分擴散到母材中去。為防止釬焊溫度下因保溫時間過長而使母材晶粒長大現(xiàn)象的發(fā)生，可采取短時保溫并在焊后進行較低溫度（與釬焊溫度相比）擴散處理的工藝措施。
釬焊不銹鋼所用的貴金屬釬料主要有金基釬料和含鈀釬料，其中最典型的是B-Au82Ni和B-Ag54CuPd、B-Au82Ni具有很好的潤濕性。所釬焊的不銹鋼接頭具有很高的高溫強度和抗氧化性，最高工作溫度可達800℃。B-Ag54CuPd具有與B-Au82Ni相似的特性，且價格較低，因而有取代B-Au82Ni的趨向。
釬劑和爐中氣氛 不銹鋼的表面含有Cr2O3和TiO2等氧化物，必須采用活性強的釬劑才能將其去除。采用錫鉛釬料釬焊不銹鋼時，可配用的釬劑為磷酸水溶液或氧化鋅鹽酸溶液。磷酸水溶液的活性時間短，必須采用快速加熱的釬焊方法。采用銀基釬料釬焊不銹鋼時，可配用FB102、FB103或FB104釬劑。采用銅基釬料釬焊不銹鋼時，由于釬焊溫度較高，故采用FB105釬劑。
爐中釬焊不銹鋼時，常采用真空氣氛或氫氣、氬氣、分解氨等保護氣氛。真空釬焊時，要求真空壓力低于10-2Pa。保護氣氛中釬焊時，要求氣體的露點不高于-40℃.如果氣體純度不夠或釬焊溫度不高，還可在氣氛中摻加少量的氣體釬劑，如三氟化硼等。
2、釬焊技術
不銹鋼在釬焊前必須進行更為嚴格的清理，以去除任何油脂和油膜，清理后最好立即進行釬焊。
不銹鋼釬焊可以采用火焰、感應和爐中等加熱方法。爐中釬焊用的爐子必須具有良好的溫度控制系統(tǒng)（釬焊溫度的偏差要求±6℃），并能快速冷卻。用氫氣作為保護氣體進行釬焊時，對氫氣的要求視釬焊溫度和母材成分而定，即釬焊溫度越低，母材越含有穩(wěn)定劑，要求氫氣的露點越低。例如對于1Cr13和Cr17Ni2t等馬氏體不銹鋼，在1000℃下釬焊時要求氫氣的露點低于-40℃；對于不含穩(wěn)定劑的18-8型鉻鎳不銹鋼，在1150℃釬焊時要求氫氣的露點低于25℃；但對含鈦穩(wěn)定劑的1Cr18Ni9Ti不銹鋼，在1150℃釬焊時的氫氣露點必須低于-40℃。采用氬氣保護進行釬焊時，要求氬氣的純度更高。若在不銹鋼表面上度銅或鍍鎳，則可降低對保護氣體純度的要求。為了保證去除不銹鋼表面上的氧化膜，還可添加BF3氣體釬劑，也可采用含鋰或硼的自釬劑釬料。真空釬焊不銹鋼時，對真空度的要求視釬焊溫度而定。隨著釬焊溫度的提高，所需要的真空度可以降低。
不銹鋼釬焊后的主要工序是清理殘余釬劑和殘余阻流劑，必要時進行釬焊后的熱處理。根據(jù)所采用的釬劑和釬焊方法，殘余釬劑可以用水沖洗、機械清理或化學清理。如果采用研磨劑來清洗殘余釬劑或接頭附近加熱區(qū)域的氧化膜時，應使用砂子或其他非金屬細顆粒。馬氏體不銹鋼和沉淀硬化不銹鋼制造的零件，釬焊后需要按材料的特殊要求進行熱處理。用鎳鉻硼和鎳鉻硅釬料釬焊的不銹鋼接頭，釬焊后常常進行擴散熱處理，以降低對釬縫間隙的要求和改善接頭的組織與性能。
