(1) Karakteristike tvrdog lemljenja Problemi uključeni u polikristalno lemljenje grafitom i dijamantima vrlo su slični onima koji se javljaju kod keramičkog lemljenja.U usporedbi s metalom, lem je teško navlažiti grafitne i dijamantne polikristalne materijale, a njegov koeficijent toplinskog širenja vrlo se razlikuje od koeficijenta općenitih konstrukcijskih materijala.Njih dvoje se zagrijavaju izravno u zraku, a oksidacija ili karbonizacija će se dogoditi kada temperatura prijeđe 400 ℃.Stoga će se usvojiti vakuumsko lemljenje, a stupanj vakuuma ne smije biti manji od 10-1pa.Budući da čvrstoća oba nije velika, ako postoji toplinsko naprezanje tijekom lemljenja, mogu se pojaviti pukotine.Pokušajte odabrati dodatni metal za tvrdo lemljenje s niskim koeficijentom toplinske ekspanzije i strogo kontrolirajte brzinu hlađenja.Budući da površinu takvih materijala nije lako navlažiti običnim dodatnim metalima za tvrdo lemljenje, sloj W, Mo i drugih elemenata debljine 2,5 ~ 12,5 um može se taložiti na površinu polikristalnih materijala grafita i dijamanata modifikacijom površine (vakuumskim premazom ionskim raspršivanjem, plazma raspršivanjem i drugim metodama) prije lemljenja i formiranja odgovarajućih karbida s njima, ili se mogu koristiti visokoaktivni dodatni metali za lemljenje.
Grafit i dijamant imaju mnogo stupnjeva koji se razlikuju po veličini čestica, gustoći, čistoći i drugim aspektima te imaju različite karakteristike lemljenja.Osim toga, ako temperatura polikristalnih dijamantnih materijala prijeđe 1000 ℃, polikristalni omjer trošenja počinje se smanjivati, a omjer trošenja smanjuje se za više od 50% kada temperatura prijeđe 1200 ℃.Stoga, kada se dijamant lemi pod vakuumom, temperatura lemljenja mora biti kontrolirana ispod 1200 ℃, a stupanj vakuuma ne smije biti manji od 5 × 10-2Pa.
(2) Izbor dodatnog metala za lemljenje uglavnom se temelji na upotrebi i površinskoj obradi.Kada se koristi kao materijal otporan na toplinu, odabire se dodatni metal za lemljenje s visokom temperaturom lemljenja i dobrom otpornošću na toplinu;Za materijale otporne na kemijsku koroziju odabiru se dodatni metali za lemljenje s niskom temperaturom lemljenja i dobrom otpornošću na koroziju.Za grafit nakon obrade površinske metalizacije može se koristiti čisti bakreni lem visoke duktilnosti i dobre otpornosti na koroziju.Aktivni lem na bazi srebra i bakra ima dobru sposobnost vlaženja i fluidnost u odnosu na grafit i dijamant, ali je radna temperatura lemljenog spoja teško prijeći 400 ℃.Za grafitne komponente i dijamantne alate koji se koriste između 400 ℃ i 800 ℃ obično se koriste dodatni metali na bazi zlata, paladija, mangana ili titana.Za spojeve koji se koriste između 800 ℃ i 1000 ℃, moraju se koristiti punila na bazi nikla ili bušilice.Kada se grafitne komponente koriste iznad 1000 ℃, mogu se koristiti čisti metalni dodaci (Ni, PD, Ti) ili legirani dodaci koji sadrže molibden, Mo, Ta i druge elemente koji mogu formirati karbide s ugljikom.
Za grafit ili dijamant bez površinske obrade, aktivni dodatni metali u tablici 16 mogu se koristiti za izravno lemljenje.Većina ovih metala za punjenje su binarne ili ternarne legure na bazi titana.Čisti titan snažno reagira s grafitom, koji može stvoriti vrlo debeli sloj karbida, a njegov koeficijent linearnog širenja prilično je drugačiji od koeficijenta grafita, koji lako stvara pukotine, pa se ne može koristiti kao lem.Dodavanje Cr i Ni u Ti može smanjiti točku taljenja i poboljšati sposobnost vlaženja keramike.Ti je ternarna legura, uglavnom sastavljena od Ti Zr, s dodatkom TA, Nb i drugih elemenata.Ima nizak koeficijent linearnog širenja, što može smanjiti naprezanje lemljenja.Ternarna legura koja se uglavnom sastoji od Ti Cu prikladna je za tvrdo lemljenje grafita i čelika, a spoj ima visoku otpornost na koroziju.
Tablica 16 Dodatni metali za tvrdo lemljenje za izravno lemljenje grafita i dijamanta
(3) Postupak lemljenja Metode lemljenja grafita mogu se podijeliti u dvije kategorije, jedna je lemljenje nakon površinske metalizacije, a druga je lemljenje bez površinske obrade.Bez obzira koja se metoda koristi, zavar se mora prethodno obraditi prije sastavljanja, a površinska onečišćenja grafitnih materijala moraju se očistiti alkoholom ili acetonom.U slučaju lemljenja površinskom metalizacijom, sloj Ni, Cu ili sloj Ti, Zr ili molibden disilicida nanosi se na površinu grafita plazma raspršivanjem, a zatim se za lemljenje koristi dodatni metal na bazi bakra ili dodatni metal na bazi srebra. .Izravno lemljenje s aktivnim lemom trenutno je najraširenija metoda.Temperatura lemljenja može se odabrati prema lemu navedenom u tablici 16. Lem se može stegnuti u sredini lemljenog spoja ili blizu jednog kraja.Kod tvrdog lemljenja s metalom s velikim koeficijentom toplinskog rastezanja, Mo ili Ti određene debljine mogu se koristiti kao međusloj međusloja.Prijelazni sloj može proizvesti plastičnu deformaciju tijekom zagrijavanja za lemljenje, apsorbirati toplinski stres i spriječiti pucanje grafita.Na primjer, Mo se koristi kao prijelazni spoj za vakuumsko tvrdo lemljenje grafitnih i hasteloinskih komponenti.Koristi se lem B-pd60ni35cr5 s dobrom otpornošću na koroziju rastaljene soli i zračenje.Temperatura lemljenja je 1260 ℃ i temperatura se održava 10 minuta.
Prirodni dijamant može se izravno lemiti s b-ag68.8cu16.7ti4.5, b-ag66cu26ti8 i drugim aktivnim lemovima.Lemljenje će se izvesti pod vakuumom ili zaštitom s niskim argonom.Temperatura lemljenja ne bi smjela prijeći 850 ℃, a potrebno je odabrati veću brzinu zagrijavanja.Vrijeme držanja na temperaturi lemljenja ne bi trebalo biti predugo (općenito oko 10 s) kako bi se izbjeglo stvaranje kontinuiranog tik sloja na međupovršini.Prilikom lemljenja dijamanta i legiranog čelika treba dodati plastični međusloj ili sloj legure niske ekspanzije za prijelaz kako bi se spriječilo oštećenje dijamantnih zrna uzrokovano prekomjernim toplinskim naprezanjem.Alat za okretanje ili alat za bušenje za ultra preciznu strojnu obradu proizvodi se postupkom lemljenja, kojim se lemi 20 ~ 100 mg dijamanta malih čestica na čelično tijelo, a čvrstoća spoja lemljenog spoja doseže 200 ~ 250 mpa.
Polikristalni dijamant može se lemiti plamenom, visokom frekvencijom ili vakuumom.Za rezanje metala ili kamena dijamantnom kružnom pilom treba usvojiti visokofrekventno lemljenje ili lemljenje plamenom.Odabrat će se Ag Cu Ti aktivno tvrdo lemljenje s niskim talištem.Temperatura lemljenja mora se kontrolirati ispod 850 ℃, vrijeme zagrijavanja ne smije biti predugo, a treba usvojiti sporu brzinu hlađenja.Polikristalna dijamantna svrdla koja se koriste u naftnim i geološkim bušenjima imaju loše radne uvjete i podnose velika udarna opterećenja.Može se odabrati dodatni metal za lemljenje na bazi nikla, a čista bakrena folija može se koristiti kao međusloj za lemljenje pod vakuumom.Na primjer, 350 ~ 400 kapsula F 4,5 ~ 4,5 mm stupastog polikristalnog dijamanta zalemljeno je u perforacije čelika 35CrMo ili 40CrNiMo kako bi se oblikovali zubi za rezanje.Usvojeno je vakuumsko lemljenje, a stupanj vakuuma nije manji od 5 × 10-2Pa, temperatura lemljenja je 1020 ± 5 ℃, vrijeme držanja je 20 ± 2 min, a čvrstoća na smicanje lemljenog spoja veća je od 200 mpa
Tijekom lemljenja, vlastita težina zavarenog spoja mora se koristiti za sastavljanje i pozicioniranje što je više moguće kako bi metalni dio pritisnuo grafit ili polikristalni materijal na gornjem dijelu.Kada se za pozicioniranje koristi učvršćenje, materijal učvršćenja mora biti materijal s koeficijentom toplinskog širenja sličnim onom zavarenog spoja.
Vrijeme objave: 13. lipnja 2022