摘 要

Abstract 2

1 绪论 3

1.1 引言 3

1.2 Ti(C,N)基金属陶瓷材料简介 4

1.3 陶瓷与金属的连接问题 5

1.3.1 机械连接 6

1.3.2 粘接连接 6

1.3.3 钎焊连接 6

1.3.4 固相扩散连接 7

1.3.5 熔化焊连接 8

2 实验材料的制备和研究方法 9

2.1 母材成分设计——Ti(C,N)基金属陶瓷 9

2.2 母材的制备——Ti(C, N)基金属陶瓷 10

2.3 钎料和母材（钢）的选择以及焊前预处理 13

2.4 钎焊工艺设计 14

2.5 焊接接头力学性能检测 15

3 Ti(C,N)基金属陶瓷与45钢的真空钎焊 17

3.1 引言 17

3.2 实验材料与方法 17

3.2.1 实验材料 17

3.2.2 真空钎焊设备 18

3.2.3 真空钎焊过程及工艺 18

3.3 实验结果及分析 20

3.3.1 温度对钎焊接头剪切强度的影响 20

3.3.2 保温时间对钎焊接头剪切强度的影响 21

3.3.3 钎焊界面的组织结构 21

4 总结 24

致 谢 26

参考文献 27

摘 要

Ti ( C, N )基金属陶瓷作为一种新型的材料，具有比较好的综合性能，近些年发展迅速，已经在很多领域得到了范围比较广的应用和推广，主要作为工具和模具材料使用，因为其具有很高的硬度和强度，所以在刀具方面应用得也非常多。在刀具中，这种材料主要作为刀刃使用。但是这种材料的脆硬性也制约了其进一步的应用和发展，为了解决这一问题，人们通常将其与金属结合起来一起使用，取长补短，充分发挥两者材料的优点，弥补各自的缺点。所以关于金属陶瓷与45号钢的焊接连接具有一定的研究意义。

对于这个研究题目，从字面上可以清楚地看到，首先我们需要对这种材料做一定的了解和调查，从而了解到这种材料的结构与性能，以及其发展的历史进程，对接下来的实验做好相应的准备。接着介绍了，陶瓷与金属连接的多种方式。在此基础上，提出了此次课题研究的意义所在。

完成了调研工作后，接着本文讲述了实验材料的制备和实验中工艺设计和相关参数的设计与选择。对于焊接的设计，文中采取的是真空钎焊，利用熔化的钎料作为填充材料的一种焊接方法。最终选用的是含Ni量为25%的金属陶瓷材料作为母材，使用的钎料为Ag45CuZn。在实验完成后，对得到的钎焊焊接接头观察其组织结构，并测试其相关的力学性能，主要测试的是它的剪切强度。

关键词： Ti ( C, N )基金属陶瓷；45钢；真空钎焊；剪切强度

Abstract

Ti (C, N) based cermet as a new material with relatively good overall performance, rapid development in recent years, it has been in many areas has been very wide range of applications and promotion, primarily as a tool and die materials because of its high hardness and strength, so the application of the tool was also very much. In the tool, this material is mainly used as a cutting edge. But this hard brittle material and restricted its further use and development, in order to solve this problem, people usually use it in combination with the metal up together, learn from each other, give full play to the advantages of the two materials to make up for their shortcomings. So on cermet and 45 steel welded connection has a certain significance.

For this research topics, it can be clearly seen literally, we first need to do some of this material to understand and surveys to understand the historical process of the structure and performance, as well as its development of this material on the next experiment prepare accordingly. Then it introduced a variety of ways of ceramics and metals. On this basis, the proposed research is all about.

After the completion of the research work, then this paper describes the experimental material preparation and process design and experimental design and selection parameters. For welded design, the text is adopted vacuum brazing, the use of molten solder as a method of welding filler material. The final selection of the Ni content is 25% of the cermet material as the base material, the use of solder as Ag45CuZn. After the completion of the experiment, the resulting braze welding joint observe its organizational structure, and its associated mechanical properties test, the main test is its shear strength.

Keywords: Ti(C,N)-based Cermets；45 Steel；Vacuum brazing；Shear strength.

1 绪论

1.1 引言

如今而言，工业发展对于材料的使用来说更加严格了，很多情况下作为以前使用的比较多的材料，如金属材料，一定程度上无法达到要求。这是一种新型复合材料，是在传统陶瓷材料的基本上进一步发展而形成的一种新型材料。^[13,14]其除了具有传统陶瓷所具有的高硬度、耐磨性和耐腐蚀性等外，同时还具有较高的强度和较好的韧性等良好的性能。随着这些年科学界对于这种材料进一步认识和推广，这种材料的制备相关的技术和该材料的特性均迅速地发展和提高。因此，这种材料将具有比较不错的发展和使用前景。