(1) Hårdlödningsegenskaper de problem som är involverade vid polykristallin lödning av grafit och diamant är mycket lika de som förekommer vid keramisk lödning.Jämfört med metall är lod svårt att väta grafit- och diamantpolykristallina material, och dess termiska expansionskoefficient skiljer sig mycket från den för allmänna strukturella material.De två värms upp direkt i luft, och oxidation eller förkolning kommer att inträffa när temperaturen överstiger 400 ℃.Därför ska vakuumlödning användas, och vakuumgraden ska inte vara mindre än 10-1pa.Eftersom styrkan hos båda inte är hög, kan sprickor uppstå om det finns termisk spänning under hårdlödning.Försök att välja hårdlödningsmetall med låg värmeutvidgningskoefficient och kontrollera kylningshastigheten strikt.Eftersom ytan på sådana material inte är lätt att vätas av vanliga hårdlödningsfyllnadsmetaller, kan ett skikt av 2,5 ~ 12,5 um tjockt W, Mo och andra element avsättas på ytan av grafit- och diamantpolykristallina material genom ytmodifiering (vakuumbeläggning). , jonförstoftning, plasmasprutning och andra metoder) innan hårdlödning och bildar motsvarande karbider med dem, eller högaktiva hårdlödningsfyllnadsmetaller kan användas.
Grafit och diamant har många kvaliteter, som skiljer sig i partikelstorlek, densitet, renhet och andra aspekter, och har olika hårdlödningsegenskaper.Dessutom, om temperaturen hos polykristallina diamantmaterial överstiger 1000 ℃, börjar det polykristallina slitageförhållandet minska och slitageförhållandet minskar med mer än 50% när temperaturen överstiger 1200 ℃.Därför, vid vakuumlödning av diamant, måste lödtemperaturen kontrolleras under 1200 ℃, och vakuumgraden ska inte vara mindre än 5 × 10-2Pa.
(2) Valet av hårdlödning tillsatsmetall baseras huvudsakligen på användningen och ytbearbetningen.När det används som ett värmebeständigt material ska lödningsfyllnadsmetallen med hög lödtemperatur och god värmebeständighet väljas;För kemiskt korrosionsbeständiga material väljs hårdlödningstillsatsmetaller med låg hårdlödningstemperatur och god korrosionsbeständighet.För grafiten efter ytmetalliseringsbehandling kan rent kopparlod med hög duktilitet och god korrosionsbeständighet användas.Silverbaserat och kopparbaserat aktivt lod har god vätbarhet och flytbarhet mot grafit och diamant, men drifttemperaturen för lödfogen är svår att överstiga 400 ℃.För grafitkomponenter och diamantverktyg som används mellan 400 ℃ och 800 ℃, används vanligtvis guldbas, palladiumbas, manganbas eller titanbaserade fyllnadsmetaller.För fogar som används mellan 800 ℃ och 1000 ℃ ska nickelbaserade eller borrbaserade tillsatsmetaller användas.När grafitkomponenter används över 1000 ℃, kan rena metallfyllnadsmetaller (Ni, PD, Ti) eller legerade fyllnadsmetaller som innehåller molybden, Mo, Ta och andra element som kan bilda karbider med kol användas.
För grafit eller diamant utan ytbehandling kan de aktiva tillsatsmetallerna i tabell 16 användas för direktlödning.De flesta av dessa tillsatsmetaller är titanbaserade binära eller ternära legeringar.Rent titan reagerar starkt med grafit, som kan bilda ett mycket tjockt karbidskikt, och dess linjära expansionskoefficient skiljer sig ganska mycket från grafit, som är lätt att producera sprickor, så den kan inte användas som lod.Tillsatsen av Cr och Ni till Ti kan minska smältpunkten och förbättra vätbarheten med keramik.Ti är en ternär legering, huvudsakligen sammansatt av Ti Zr, med tillägg av TA, Nb och andra element.Den har en låg linjär expansionskoefficient, vilket kan minska hårdlödningsspänningen.Den ternära legeringen som huvudsakligen består av Ti Cu är lämplig för lödning av grafit och stål, och fogen har hög korrosionsbeständighet.
Tabell 16 lödning av tillsatsmetaller för direktlödning av grafit och diamant
(3) Hårdlödningsprocessen lödningsmetoderna för grafit kan delas in i två kategorier, en är lödning efter ytmetallisering och den andra är lödning utan ytbehandling.Oavsett vilken metod som används ska svetsen förbehandlas före montering och ytföroreningarna av grafitmaterial ska torkas rent med alkohol eller aceton.Vid ytmetalliseringslödning ska ett lager av Ni, Cu eller ett lager av Ti, Zr eller molybdendisilicid pläteras på grafitytan genom plasmasprutning, och sedan ska kopparbaserad tillsatsmetall eller silverbaserad tillsatsmetall användas för hårdlödning .Direktlödning med aktivt lod är den mest använda metoden för närvarande.Lödningstemperaturen kan väljas enligt lodet i tabell 16. Lödet kan klämmas fast i mitten av den lödda fogen eller nära ena änden.Vid hårdlödning med en metall med en stor värmeutvidgningskoefficient kan Mo eller Ti med en viss tjocklek användas som mellanliggande buffertskikt.Övergångsskiktet kan ge plastisk deformation under hårdlödningsuppvärmning, absorbera termisk stress och undvika grafitsprickor.Till exempel används Mo som övergångsfog för vakuumlödning av grafit- och hastelloynkomponenter.B-pd60ni35cr5 lod med god beständighet mot korrosion av smält salt och strålning används.Hårdlödningstemperaturen är 1260 ℃ och temperaturen hålls i 10 minuter.
Naturlig diamant kan lödas direkt med b-ag68.8cu16.7ti4.5, b-ag66cu26ti8 och andra aktiva lödningar.Hårdlödningen ska utföras under vakuum eller lågargonskydd.Hårdlödningstemperaturen bör inte överstiga 850 ℃, och en snabbare uppvärmningshastighet bör väljas.Hålltiden vid hårdlödningstemperaturen bör inte vara för lång (i allmänhet cirka 10 s) för att undvika bildandet av ett kontinuerligt tic-skikt vid gränsytan.Vid lödning av diamant och legerat stål bör plastmellanskikt eller lågexpansionslegeringsskikt läggas till för övergång för att förhindra skador på diamantkorn orsakade av överdriven termisk stress.Svarvverktyget eller borrverktyget för ultraprecisionsbearbetning tillverkas genom hårdlödningsprocess, som hårdlöder 20 ~ 100mg småpartikeldiamant på stålkroppen, och fogstyrkan hos hårdlödningsfogen når 200 ~ 250mpa
Polykristallin diamant kan lödas med låga, hög frekvens eller vakuum.Högfrekvent hårdlödning eller flamlödning ska användas för diamantcirkelsågblad som skär metall eller sten.Ag Cu Ti aktiv hårdlödning tillsatsmetall med låg smältpunkt ska väljas.Hårdlödningstemperaturen ska kontrolleras under 850 ℃, uppvärmningstiden ska inte vara för lång och en långsam nedkylningshastighet ska användas.Polykristallina diamantborrkronor som används i petroleum och geologisk borrning har dåliga arbetsförhållanden och tål enorma stötbelastningar.Nickelbaserad lödningsfyllnadsmetall kan väljas och ren kopparfolie kan användas som mellanskikt för vakuumlödning.Till exempel löds 350 ~ 400 kapslar Ф 4,5 ~ 4,5 mm kolumnformad polykristallin diamant in i perforeringarna av 35CrMo eller 40CrNiMo stål för att bilda skärande tänder.Vakuumlödning används, och vakuumgraden är inte mindre än 5 × 10-2Pa, lödtemperaturen är 1020 ± 5 ℃, hålltiden är 20 ± 2 minuter och skjuvhållfastheten för lödfogen är större än 200 mpa
Vid hårdlödning ska svetsmaterialets egenvikt användas för montering och positionering så mycket som möjligt för att få metalldelen att pressa grafiten eller polykristallina materialet vid den övre delen.När fixturen används för positionering ska fixturmaterialet vara materialet med en värmeutvidgningskoefficient som liknar svetsen.
Posttid: 2022-jun-13