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碳化铬耐磨板搅拌摩擦焊接


搅拌摩擦焊接(FSW)最早用于难于进行熔焊的铝材,在钢铁材料例如碳化铬耐磨板的应用方面尚未开展,主要是焊接工具的原因。铝材的FSW工具用材是工具钢。钢铁材料要进行1000℃以上的FSW,工具钢会发生软化或熔化。因此要求开发高温强度高、耐磨性好、与被焊接材料无反应的FSW工具用材。为此,开发出Mo合金、W合金、聚晶立方氮化硼(PCBN)等陶瓷材料,这些材料由于价格昂贵和可靠性不足一直未达到实用化的程度。

       张家港鑫州的技术研究人员最近在Co-Al-W基合金内发现了L12结构的3元化合物γ'相Co3(Al,W)。Co-9.2Al-10.2W(原子%)合金组织是γ+γ'两相组织,这种组织与Ni基超合金的组织非常相似。这种Co基合金的高温强度等于或大于Ni基合金,是一种新的Co基超合金。用这种Co基合金制作FSW工具,在碳化铬耐磨板、Ti合金、Zr合金、Cu合金的FSW焊接中显示出优良的性能。

  用Co基合金制作FSW工具对软钢进行FSW焊接后的外观观察表明,焊接面平滑,并且FSW工具几乎没有磨损。由于Co基合金制作的FSW工具具有良好的切削性,可以经加工后重新使用,因此在成本方面和耐久性方面都比目前使用的FSW工具具有优越性。

  目前,对9mm厚的碳化铬耐磨板进行FSW焊接已经获得成功。今后将在碳化铬耐磨板、高碳钢、不锈钢的接合方面推进FSW工艺。钢铁材料的FSW开发将会有很大进展。

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