本發(fā)明涉及硬質(zhì)合金刀具的固相擴散連接方法，具體地說是一種納米鈷中間層固相擴散連接硬質(zhì)合金的方法。

背景技術(shù)：
我們知道，硬質(zhì)合金刀具是鎢鈷類材料制成，使用粉末冶金法由難熔金屬碳化物與粘結(jié)金屬構(gòu)成的，其中金屬碳化物的存在保證了硬質(zhì)合金具有較高的硬度和耐磨性，而粘結(jié)相賦予了合金一定的強度和韌性使其具有良好的耐磨性、強度和沖擊韌性，這使得硬質(zhì)合金廣泛應(yīng)用于切削工具、模具、地質(zhì)礦山工具以及耐磨損件等等。硬質(zhì)合金根據(jù)其成分的不同有多種牌號，如YG8、YG4C、YW1、YW2、GE1、YT30等等。硬質(zhì)合金硬度高、脆性大而很難進行自身的加工使其在應(yīng)用過程受到了較大的限制，因此硬質(zhì)合金需要進行自身的連接是十分必要的。目前硬質(zhì)合金的連接方式主要有TIG焊、激光焊、釬焊、高頻感應(yīng)釬焊等等，而固相擴散連接由于成本較低、操作簡單、效率高而被應(yīng)用于硬質(zhì)合金刀具的自身連接。納米級別的Co粉在粒度上具有微米級顆粒所不具備的優(yōu)勢，即納米尺寸效應(yīng)，使其在界面的反應(yīng)中能夠形成更加細(xì)小的界面組織，阻止接頭處較大的脆性化合物生成。應(yīng)用納米級中間層對硬質(zhì)合金自身的固相擴散連接在國內(nèi)并沒有相關(guān)的報道。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡單，成本低，操作簡單，效率高，實現(xiàn)硬質(zhì)合金可靠連接的納米鈷中間層固相擴散連接硬質(zhì)合金的方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種納米Co中間層固相擴散連接硬質(zhì)合金的方法，其特征在于其包括以下步驟：（一）、將硬質(zhì)合金用線切割得到(10mm×10mm×5mm)待連接的硬質(zhì)合金試樣；（二）、將步驟（一）得到的待連接的硬質(zhì)合金試樣的待焊面用砂紙打磨拋光，再將其放入丙酮液中進行超聲清洗15min~20min；（三）、將納米Co用無水乙醇混成糊狀，涂置在硬質(zhì)合金待焊的表面上，裝配成硬質(zhì)合金/納米Co/硬質(zhì)合金的裝配件，其中納米Co粉的粒度20nm~100nm，涂敷厚度為50μm~100μm；（四）、將步驟（三）得到的裝配件放置在真空加熱爐中，施加10MPa~20MPa的壓力，當(dāng)真空加熱爐真空度達(dá)到(1.5~2.0)×10-3Pa時，開始進行加熱，控制爐中升溫速率為10℃/min~20℃/min，升溫至1100℃~1300℃，然后保溫20min~40min，再控制冷卻速度5℃/min~10℃/min，冷卻至400℃，然后隨爐冷卻即可實現(xiàn)硬質(zhì)合金/納米Co/硬質(zhì)合金的連接。本發(fā)明步驟三中裝配成硬質(zhì)合金/納米Co/硬質(zhì)合金的結(jié)構(gòu)，使得兩側(cè)硬質(zhì)合金母材中的WC與納米Co粉相互反應(yīng)和擴散，實現(xiàn)了可靠的連接。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明選用納米Co作為中間層材料以實現(xiàn)硬質(zhì)合金自身的固相擴散連接。在連接接頭中納米Co中間層與母材硬質(zhì)合金中的WC反應(yīng)，形成了化合物，實現(xiàn)硬質(zhì)合金的連接，納米Co的應(yīng)用降低了脆性金屬間化合物形成的傾向，從一定程度上提高了接頭的力學(xué)性能，本發(fā)明采用納米Co中間層對硬質(zhì)合金進行固相擴散連接，通過控制擴散連接溫度(1100℃~1300℃)和保溫時間(20min~40min)，以控制反應(yīng)層的厚度和接頭中反應(yīng)相的分布進而達(dá)到控制接頭組織和性能的目的，成功實現(xiàn)了可靠的硬質(zhì)合金的自身連接，接頭的室溫剪切強度最高可達(dá)153.3MPa，本發(fā)明硬質(zhì)合金自身的成功連接，將硬質(zhì)合金的自身固相擴散連接件將被用于強度要求較高的刀具上，這能有效的增加刀具在應(yīng)用過程中的靈活程度，更有利于適用于各種顯示需求，特別是對硬質(zhì)合金刀具進行自身的固相擴散連接，具有極大的應(yīng)用前景。具體實施方式下面將結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述。一種納米Co中間層固相擴散連接硬質(zhì)合金的方法，其包括以下步驟：（一）、將包括YG8、YG4C、YW1、YW2、GE1、YT30等在內(nèi)的硬質(zhì)合金用線切割得到(10mm×10mm×5mm)待連接的硬質(zhì)合金試樣。（二）、將步驟（一）得到的待連接的硬質(zhì)合金試樣的待焊面用砂紙打磨拋光，再將其放入丙酮液中進行超聲清洗15min~20min，丙酮。（三）、將納米Co用無水乙醇混成糊狀，涂置在硬質(zhì)合金待焊的表面上，裝配成硬質(zhì)合金/納米Co/硬質(zhì)合金的裝配件，其中納米Co粉的粒度20nm~100nm，涂敷厚度為50μm~100μm，無水乙醇。（四）、將步驟（三）得到的裝配件放置在真空加熱爐中，施加10MPa~20MPa的壓力，當(dāng)真空加熱爐真空度達(dá)到(1.5~2.0)×10-3Pa時，開始進行加熱，控制爐中升溫速率為10℃/min~20℃/min，升溫至1100℃~1300℃，然后保溫20min~40min，再控制冷卻速度5℃/min~10℃/min，冷卻至400℃，然后隨爐冷卻即可實現(xiàn)硬質(zhì)合金/納米Co/硬質(zhì)合金的連接。本發(fā)明采用納米Co中間層對硬質(zhì)合金刀具進行固相擴散連接，通過控制擴散連接溫度(1100℃~1300℃)和保溫時間(20min~40min)，以控制反應(yīng)層的厚度和接頭中反應(yīng)相的分布進而達(dá)到控制接頭組織和性能的目的，成功實現(xiàn)了硬質(zhì)合金刀具的自身連接，并獲得了可靠的連接頭。獲得的接頭組織良好，無氣孔、裂紋等缺陷，實現(xiàn)了硬質(zhì)合金自身的可靠連接。經(jīng)測試，接頭的室溫平均抗剪強度達(dá)到153.3MPa。本發(fā)明硬質(zhì)合金刀具自身的成功連接，將硬質(zhì)合金的自身固相擴散連接件將被用于強度要求較高的刀具上，這能有效的增加刀具在應(yīng)用過程中的靈活程度，更有利于適用于各種顯示需求，具有極大的應(yīng)用前景。實施例1：一種納米Co中間層固相擴散連接硬質(zhì)合金的方法，其包括以下步驟：（一）、將硬質(zhì)合金YG8用線切割得到(10mm×10mm×5mm)待連接的硬質(zhì)合金YG8試樣；（二）、將步驟（一）得到的待連接的硬質(zhì)合金YG8試樣的待焊面用砂紙打磨拋光，再將其放入丙酮液中進行超聲清洗15min；（三）、將納米Co用無水乙醇混成糊狀，涂置在硬質(zhì)合金待焊的表面上，裝配成硬質(zhì)合金/納米Co/硬質(zhì)合金的裝配件，其中納米Co粉的粒度20nm，涂敷厚度為50μm；（四）、將步驟（三）得到的裝配件放置在真空加熱爐中，施加10MPa的壓力，當(dāng)真空加熱爐真空度達(dá)到2.0×10-3Pa時，開始進行加熱，控制爐中升溫速率為20℃/min，升溫至1200℃，然后保溫30min，再控制冷卻速度10℃/min，冷卻至400℃，然后隨爐冷卻，即可實現(xiàn)硬質(zhì)合金/納米Co/硬質(zhì)合金的連接。本實施例獲得的YG8合金自身固相擴散連接接頭界面組織結(jié)構(gòu)的背散射電子照片顯示，采用本實施方式獲得的接頭組織良好，無氣孔、裂紋等缺陷，實現(xiàn)了YG8合金自身的可靠連接。經(jīng)測試，接頭的室溫平均抗剪強度達(dá)到153.3MPa。實施例2：本實施方式與具體實施例1不同的是：選用的硬質(zhì)合金是YG4C，步驟（三）中納米Co的粒度為40nm。其它與具體實施例1相同。實施例3：本實施方式與具體實施例1或2不同的是：選用的硬質(zhì)合金是YW1，步驟（三）中納米Co的粒度為50nm~100nm。其它與具體實施方例1或2相同。實施例4：本實施方式與具體實施例1不同的是：選用的硬質(zhì)合金是YW2，步驟（三）中納米Co的涂敷厚度100μm。其它與具體實施例1相同。實施例5：本實施方式與具體實施例1不同的是：選用的硬質(zhì)合金是GE1，步驟（四）中施加20MPa的壓力，真空加熱爐真空度達(dá)到1.5×10-3Pa，升溫速率為10℃/min，升溫至1100℃。其它與具體實施例1相同。實施例6：本實施方式與具體實施例1不同的是：選用的硬質(zhì)合金是YT30，步驟（四）中施加15MPa的壓力，升溫速率為15℃/min。升溫至1300℃，然后保溫40min，再控制冷卻速度5℃/min，冷卻至400℃，其它與具體實施例1相同。以上對本發(fā)明實施例所提供的一種納米鈷中間層固相擴散連接硬質(zhì)合金刀具的方法，進行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。