本文以铣刨机刀头为研究背景，采用自行研制的CuMnNi 钎料研究了YG8硬质合金与42CrMo 钢的各种真空钎焊工艺参数，如：钎焊温度、钎缝宽度、中间层厚度等对钎焊接头组织和性能的影响，并对焊后热处理以及真空钎焊的各个参数（真空度、加热速率、保温温度及时间、钎焊保温时间、冷却速率、出炉温度）进行较为系统的研究。 本课题在致力于研制新型钎料以及选择合适的钎焊方式的同时，考虑到焊后热处理的理论可行性。淬火过程中，由于钢发生马氏体相变，而马氏体相变过程为体积膨胀过程，淬火过程中马氏体相变导致的体积膨胀可以松弛硬质合金侧的残余拉应力。这为焊后热处理提供了理论上的可行性。因此焊后淬火不仅可以起到强化钢的作用，还可抵消部分残余热应力，同时由于采用了钎焊与热处理的一体化工艺，避免了二次加热，既提高接头的综合机械性能，又能节省能源，提高生产率。根据本实验中两种母材的特点设计出合适的钎料成分，经熔炼、锻造、轧制出实验所需的钎料薄带。该钎料熔点范围在945℃～990℃。该钎料对母材有良好的润湿性。随着钎焊温度升高，润湿性越来越好，温度高于1030℃，润湿角均小于6°。在钎缝区存在着Co、Fe、Ni等元素的长程扩散，Co 往钢侧，Fe 往硬质合金侧长程扩散，其中Co的扩散能力大于Fe；Ni 往硬质合金中的扩散量大于往钢中的扩散量；Cu和Mn 有部分扩散。在钎缝区两侧，界面反应区均形成以FeCoNi为基的固溶体，不仅实现了接头的良好冶金结合，而且有利于接头残余应力释放。最佳钎焊温度为1030℃。温度太低，钎料流动性差，元素扩散不充分，不利于接头的冶金结合。温度过高，会导致钎料中Mn的严重挥发，改变接头钎料的成分，使得熔点上升，流动性变差[33]，导致接头强度下降。当钎缝宽度在0.2mm时，在此钎焊温度下接头抗弯强度值为444MPa。温度太低，钎料流动性差，元素扩散不充分，不利于接头的冶金结合；温度过高，会导致钎料中Mn的严重挥发，影响接头性能。最佳钎缝宽度为0.3mm，接头抗弯强度可以达到510MPa。钎缝宽度为0.3mm时钎料具有较好的润湿性，能较好地释放接头的残余应力，且具有良好的冶金结合。间隙过小，不利于液态钎料的流动，填缝困难，且钎料对接头应力的释放较差，接头性能较低。间隙过大，毛细作用下降，钎焊过程中容易发生钎料流淌，难以填满钎缝间隙；固溶体组织具有良好的塑性和强度，间隙过大使得Fe、Co元素的长程扩散困难，在钎缝界面处冶金结合下降，从而影响接头性能。Ni 中间层在某种程度上可以松弛接头的残余应力；但两侧母材中的Fe、Co元素很难穿过固态中间层进行扩散，从而弱化了接头的冶金结合，不利于提高接头强度。在两个矛盾的因素综合作用下，中间层厚度为0.3mm时接头抗弯强度达到一峰值326MPa，比不添加中间层厚度时的强度峰值要低36％。但总体而言，添加Ni 中间层不仅不能提高接头抗弯强度，还会使其下降。其原因主要是固态中间层会强烈阻碍Co、Fe 元素的长程扩散，不利于接头的冶金结合。长久以来，由于硬质合金与钢的线膨胀系数差异大，焊接残余应力较大，为了减小残余应力，普遍认为钎焊后应进行缓慢冷却，不能进行淬火等热处理操作。同时由于目前普遍采用黄铜和银基钎料，熔点较低，不能与42CrMo 钢的淬火温度相配匹。因此，国内企业生产类似产品一般不再进行焊后淬火处理。但是，焊后不进行淬火处理，42CrMo 钢的硬度较低，耐磨性较差，难以满足铣刨机刀具对钢体性能的要求。 焊后热处理实验表明：淬火不仅可以起到强化钢的作用，而且由于冷却过程中钢发生马氏体相变产生体积膨胀，抵消了部分残余应力，可明显提高接头抗弯强度。在1030℃下钎焊，钎缝宽度为0.2mm，淬火前后接头抗弯强度值从444MPa提高到561MPa。