[发明专利]W6Mo5Cr4V2/Q345爆炸焊接复合材料

说明书

技术领域：

本发明涉及爆炸焊接、机械制造、切割刀具等工业中连续高温切削，且能在特种加工环境(特种和异型刀具)领域使用的耐磨耐高温且高强度复合刀具和复合材料，属于钨、钼、铬、钒合金钢的技术领域。

背景技术：

高速钢中的W₆Mo₅Cr₄V₂高速钢与Q345钢在物理和化学性能上各自有很好的性能，也有各自的不足，为寻求获得综合技术性能的新材料，提出用W₆Mo₅Cr₄V₂高速钢做覆板，用Q345钢做基板，采用爆炸焊接方法以期获得一种耐高温且具有高强度高结合度的复合新材料，但因二者在物理化学性能等方面差异性的原因，二者间爆炸焊接的复合难度大，其中的关健技术尚未取得突破，用传统的堆焊技术和热压或热轧制技术所得复合材料，其复合界面的结合强度低，存在成本高，成品率低和使用寿命短等缺点，至目前为止，尚未见有关W₆Mo₅Cr₄V₂高速钢与Q345钢成功实施爆炸焊接方面的文献报导。

发明内容：

本发明的目的在于提供一套生产耐磨耐高温且具高强度高结合度的W₆Mo₅Cr₄V₂/Q345爆炸焊接复合板材的技术方案，在常规爆炸焊接工艺的基础上重点采取了三个方面的工艺措施：一种强爆轰波且控制低限爆速的爆炸焊接炸药新配方，消除起爆点和边界效应的分层加厚装药新工艺和保证后续机械加工需要的二次退火热处理方法。获得的W₆Mo₅Cr₄V₂/Q345爆炸焊接复合刀具和复合材料具有很好的综合技术性能。

本发明的技术解决方案：

覆板W₆Mo₅Cr₄V₂厚2-10mm，主要化学成分组成如表1(以质量分数的百分比计)：

表1：复材W₆Mo₅Cr₄V₂的化学组成

基板Q345厚30-100mm，主要化学成分组成如表2(以质量分数的百分比计)：

表2：基材Q345的化学组成

从上表看出，含碳量相差近一倍，且覆板中的铬、镍、钨、钼、钴、铜使二者的硬度和脆性性能相差很大，造成用传统爆炸焊接工艺和一般的退火工艺都难以获得二者完好的爆炸焊接复合。

本次发明W₆Mo₅Cr₄V₂/Q345的爆炸焊接复合材料，其生产方法中除常规的爆炸焊接工艺外重点采取了具有强爆轰波和低限爆速的粉状混合炸药RB53、爆炸焊接分层加厚装药工艺和二次退火热处理工艺。

一、所述的爆炸焊接用炸药新配方为：

选用研制的具有强爆轰波和低限爆速的粉状混合炸药RB53，利用炸药的爆轰特征，以规定的速度范围值倾斜碰撞基层板，实现了W₆Mo₅Cr₄V₂与Q345的金属瞬间冶金结合。

RB53主要成份：粉状乳化铵油炸药40-45％，膨化硝铵炸药18-23％，工业盐23-30％，木粉6-7％。

二、所述的爆炸焊接分层加厚装药工艺为：

为消除起爆点和边界效应的结合强度不够的缺陷，在起爆点和四周边部采用分层炸药RB53+黑索金+RB53+黑索金+RB53+黑索金且总厚度比其他区域增加10-15mm.覆板保护层用水玻璃。

三、所述的二次退火热处理工艺为：

一次升温700-710℃，升温速度≤200℃/h，恒温1.5-2.0h，再升温至850-900℃，二次保温时间范围根据复合材料总厚度确定，一般为50-130分钟。

本发明的优点：