專利名稱：稀土因瓦合金及其生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，是涉及一種稀土因瓦合金及其生產(chǎn)工藝。
背景技術(shù)：
因瓦合金是一種具有特殊性能的功能材料，在室溫至230℃范圍內(nèi)具有比任何金屬材料都低的熱膨脹系數(shù)，具有良好的延展性和焊接性，機(jī)械加工性能優(yōu)異且耐腐蝕，可用于陰極射線管陰罩和液化天然氣貯罐等精密儀器的生產(chǎn)。而因瓦合金功能性焊接件的生產(chǎn)，通常是通過(guò)與一定的合金材料連接來(lái)實(shí)現(xiàn)的，WC-Co硬質(zhì)合金具有的高耐磨性和高溫紅硬性等優(yōu)異性能，為工具材料、精密儀器的制造提供了良好的基體連接材料。硬質(zhì)合金具有較低的熱膨脹系數(shù)、高溫強(qiáng)度高且不易變形，使其在與因瓦合金等功能材料連接的過(guò)程中具有其他材料無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。高粘結(jié)相WC-Co硬質(zhì)合金與低熱膨脹系數(shù)因瓦合金的焊接技術(shù)是保證因瓦合金焊接件質(zhì)量與精度的關(guān)鍵技術(shù)之一。
然而，硬質(zhì)合金與因瓦合金性能差異較大，在焊接過(guò)程中容易產(chǎn)生較大應(yīng)力，使得焊接件或裝配產(chǎn)品的應(yīng)用受到限制，在焊接過(guò)程中由于元素界面行為引起的W-Fe-C體系、W-Co-C體系和W-Ni-C體系的變化，在硬質(zhì)合金/因瓦合金界面易于形成脆硬的η碳化物，而目前應(yīng)用的各種因瓦合金，由于界面兩側(cè)碳濃度梯度差異較大，無(wú)法抑制C擴(kuò)散而促進(jìn)W-Fe-C體系形成，使高粘結(jié)相硬質(zhì)合金與低熱膨脹系數(shù)因瓦合金的異質(zhì)焊接需要利用一定的緩沖材料來(lái)實(shí)現(xiàn)。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，陶志剛發(fā)明的中國(guó)專利(CN94107306.8)中公開(kāi)了一種超因瓦合金，該合金的組成為C00.3～0.50％，Mn≤0.6％，Ni31.0～32.5％，Co3～5％，Nb0.1～0.5％，余量Fe及不可避免雜質(zhì)元素。將上述超因瓦合金用于與高粘結(jié)相硬質(zhì)合金的焊接中，由于其與硬質(zhì)合金中C濃度梯度差異較大會(huì)促進(jìn)C-W-Co體系變化，形成脆性η碳化物，所以會(huì)降低焊接接頭機(jī)械性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，解決因瓦合金/硬質(zhì)合金界面元素?cái)U(kuò)散行為易引起焊接性差且易形成脆硬η碳化物降低焊接接頭強(qiáng)度的問(wèn)題，開(kāi)發(fā)了一種新的因瓦合金—稀土因瓦合金NiFeCMnNbY(Y2O3)，使其在保持因瓦效應(yīng)的條件下，高濃度碳含量能夠抑制硬質(zhì)合金/因瓦合金焊縫界面大塊η碳化物的形成。
本發(fā)明所述的稀土因瓦合金由Ni、Fe、C、Mn、Nb、Y2O3組成，各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下Ni30％～42％；C0.6％～1％；Mn3.4％；Nb3-5％；Y2O36-8％；Fe余量。
本發(fā)明所述的稀土因瓦合金的生產(chǎn)工藝為首先按照所述的稀土因瓦合金的各組分配比進(jìn)行配料，然后采用真空感應(yīng)熔煉方法在1450℃進(jìn)行熔煉，待模殼澆注完畢后，自然冷卻，最后壓錠成型為Φ58棒材，即一種稀土因瓦合金材料。
由于稀土Nb和Y2O3的添加可實(shí)現(xiàn)晶粒細(xì)化，提高因瓦合金與硬質(zhì)合金之間的浸潤(rùn)性，因此在硬質(zhì)合金焊接產(chǎn)品的制備、硬質(zhì)合金產(chǎn)品的裝配，高精度精密儀器的生產(chǎn)中，該稀土因瓦合金可改善硬質(zhì)合金產(chǎn)品的受力狀況，從而獲得沒(méi)有焊接缺陷、組織和性能良好的焊接接頭。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)、完整地說(shuō)明實(shí)施例1首先按照Ni30％；C1％；Mn3.4％；Nb5％；Y2O36％；Fe余量，進(jìn)行各組分配料，然后用真空感應(yīng)熔煉方法在1450℃進(jìn)行熔煉，待模殼澆注完畢后自然冷卻，最后壓錠成型為Φ58棒材，即一種稀土因瓦合金材料。
實(shí)施例2首先按照Ni36％；C0.8％；Mn3.4％；Nb3％；Y2O38％；Fe余量，進(jìn)行各組分配料，然后用真空感應(yīng)熔煉方法在1450℃進(jìn)行熔煉，待模殼澆注完畢后自然冷卻，最后壓錠成型為Φ58棒材，即一種稀土因瓦合金材料。
實(shí)施例3首先按照Ni42％；C0.6％；Mn3.4％；Nb4％；Y2O37％；Fe余量，進(jìn)行各組分配料，然后用真空感應(yīng)熔煉方法在1450℃進(jìn)行熔煉，待模殼澆注完畢后自然冷卻，最后壓錠成型為Φ58棒材，即一種稀土因瓦合金材料。
權(quán)利要求
1.一種稀土因瓦合金，其特征在于，所述稀土因瓦合金由Ni、Fe、C、Mn、Nb、Y2O3組成，各組分質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下Ni30％～42％；C0.6％～1％；Mn3.4％；Nb3-5％；Y2O36-8％；Fe余量。
2.一種權(quán)利要求1所述的稀土因瓦合金的生產(chǎn)工藝，其特征在于，該工藝包括以下步驟1)按照所述的稀土因瓦合金的各組分配比進(jìn)行配料；2)采用真空感應(yīng)熔煉方法在1450℃進(jìn)行熔煉；3)待模殼澆注完畢后，自然冷卻；4)壓錠成型為Φ58棒材，即得一種稀土因瓦合金材料。
全文摘要
本發(fā)明針對(duì)因瓦合金/硬質(zhì)合金界面元素?cái)U(kuò)散行為易引起焊接性差且易形成脆硬η碳化物降低焊接接頭強(qiáng)度的問(wèn)題，公開(kāi)了一種稀土因瓦合金，該合金由Ni、Fe、C、Mn、Nb、Y
文檔編號(hào)C22C30/00GK101045975SQ20071004015
公開(kāi)日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2007年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月27日
發(fā)明者徐培全, 趙秀娟, 陳曉芬, 張 杰 申請(qǐng)人:上海工程技術(shù)大學(xué)