Pájení nástrojové oceli a slinutého karbidu

1. Pájecí materiál

(1) Pájení nástrojových ocelí a slinutých karbidů obvykle zahrnuje použití čisté mědi, mědi a zinku a stříbra a mědi jako přídavných kovů. Čistá měď má dobrou smáčivost se všemi druhy slinutých karbidů, ale nejlepšího efektu lze dosáhnout pájením v redukční atmosféře vodíku. Zároveň je v důsledku vysoké teploty pájení ve spoji velké napětí, což vede ke zvýšenému sklonu k praskání. Smyková pevnost spoje pájeného čistou mědí je asi 150 MPa a plasticita spoje je také vysoká, ale není vhodný pro práci při vysokých teplotách.

Přídavný kov měď-zinek je nejčastěji používaným přídavným kovem pro pájení nástrojových ocelí a slinutých karbidů. Pro zlepšení smáčivosti pájky a pevnosti spoje se do pájky často přidávají Mn, Ni, Fe a další legující prvky. Například 4 % w(MN) se přidává do b-cu58znmn, aby se smyková pevnost pájených spojů ze slinutého karbidu zvýšila na 300 ~ 320 MPa při pokojové teplotě; při 320 °C si stále udrží 220 ~ 240 MPa. Přidání malého množství CO na bázi b-cu58znmn může zvýšit smykovou pevnost pájeného spoje na 350 MPa a dosáhnout vysoké rázové houževnatosti a únavové pevnosti, což výrazně zlepšuje životnost řezných nástrojů a nástrojů pro vrtání hornin.

Nižší bod tání přídavného materiálu pro pájení na bázi stříbra a mědi a menší tepelné namáhání pájeného spoje jsou výhodné pro snížení tendence slinutého karbidu k praskání během pájení. Pro zlepšení smáčivosti pájky a zvýšení pevnosti a pracovní teploty spoje se do pájky často přidávají Mn, Ni a další legující prvky. Například pájka b-ag50cuzncdni má vynikající smáčivost slinutého karbidu a pájený spoj má dobré komplexní vlastnosti.

Kromě výše uvedených tří typů přídavných kovů pro pájení lze pro pájení slinutých karbidů při teplotách nad 500 °C a s požadavkem na vysokou pevnost spoje zvolit přídavné kovy na bázi Mn a Ni, jako například b-mn50nicucrco a b-ni75crsib. Pro pájení rychlořezné oceli by se měl zvolit speciální přídavný kov s teplotou pájení odpovídající teplotě kalení. Tento přídavný kov se dělí do dvou kategorií: první je přídavný kov feromanganového typu, který se skládá převážně z feromanganu a boraxu. Pevnost ve smyku pájeného spoje je obecně kolem 100 MPa, ale spoj je náchylný k praskání; jiný druh speciální slitiny mědi obsahující Ni, Fe, Mn a Si u pájených spojů obtížně vytváří praskliny a jeho pevnost ve smyku lze zvýšit až na 300 MPa.

(2) Výběr tavidla pro pájení a tavidla pro pájení v ochranné atmosféře musí odpovídat základnímu kovu a přídavnému kovu, který se má svařovat. Při pájení nástrojové oceli a slinutého karbidu se jako tavidlo používá hlavně borax a kyselina boritá a přidávají se některé fluoridy (KF, NaF, CaF2 atd.). Pro pájení mědi a zinku se používají tavidla Fb301, fb302 a fb105 a pro pájení stříbra a mědi se používají tavidla fb101 ~ fb104. Boraxové tavidlo se používá hlavně při použití speciálního přídavného kovu pro pájení rychlořezné oceli.

Aby se zabránilo oxidaci nástrojové oceli během pájení a aby se zabránilo čištění po pájení, lze použít pájení v ochranné atmosféře plynu. Ochranným plynem může být inertní plyn nebo redukční plyn a rosný bod plynu musí být nižší než -40 °C. Slinutý karbid lze pájet pod ochranou vodíku a požadovaný rosný bod vodíku musí být nižší než -59 °C.

2. Technologie pájení

Nástrojová ocel musí být před pájením očištěna a obrobený povrch nemusí být příliš hladký, aby se usnadnilo smáčení a rozprostření materiálu a pájecího tavidla. Povrch slinutého karbidu musí být před pájením otryskán pískem nebo vyleštěn karbidem křemíku nebo diamantovým brusným kotoučem, aby se odstranil přebytečný uhlík z povrchu, aby byl během pájení smáčen přídavným kovem pro pájení. Slinutý karbid obsahující karbid titanu je obtížné smáčit. Na jeho povrch se novým způsobem nanáší pasta z oxidu mědi nebo oxidu niklu a vypaluje se v redukční atmosféře, aby se měď nebo nikl přenesly na povrch a zvýšila se smáčivost silné pájky.

Pájení uhlíkové nástrojové oceli by se mělo nejlépe provádět před procesem kalení nebo současně s ním. Pokud se pájení provádí před procesem kalení, musí být teplota solidu použitého přídavného materiálu vyšší než rozsah teplot kalení, aby svařenec měl při opětovném ohřátí na teplotu kalení bez poškození stále dostatečně vysokou pevnost. Pokud se kombinuje pájení a kalení, musí se zvolit přídavný materiál s teplotou solidu blízkou teplotě kalení.

Legovaná nástrojová ocel má širokou škálu složek. Vhodný přídavný materiál pro pájení, proces tepelného zpracování a technologie kombinace pájení a tepelného zpracování by měly být stanoveny podle konkrétního typu oceli, aby se dosáhlo dobrého spoje.

Teplota kalení rychlořezné oceli je obecně vyšší než teplota tavení stříbro-měďné a měděnozinkové pájky, proto je nutné kalení provést před pájením a pájení provést během nebo po sekundárním popouštění. Pokud je kalení nutné po pájení, lze k pájení použít pouze výše uvedený speciální přídavný kov. Při pájení řezných nástrojů z rychlořezné oceli je vhodné použít koksovací pec. Po roztavení přídavného kovu vyjměte řezný nástroj a ihned jej natlakujte, přebytečný přídavný kov vytlačte, poté proveďte kalení v oleji a popouštění při teplotě 550 ~ 570 ℃.

Při pájení nože ze slinutého karbidu ocelovou nástrojovou tyčí by se měla zvětšit pájecí mezera a do pájecí mezery se vloží plastové kompenzační těsnění. Po svařování by se mělo provést pomalé ochlazování, aby se snížilo pájecí napětí, zabránilo se prasklinám a prodloužila se životnost nástroje ze slinutého karbidu.

Po vláknovém svařování je nutné zbytky tavidla na svařenci omýt horkou vodou nebo běžnou směsí pro odstraňování strusky a poté namořit vhodným mořicím roztokem, aby se odstranil oxidový film na základní tyči nástroje. Dbejte však na to, abyste nepoužili roztok kyseliny dusičné, abyste zabránili korozi kovu pájeného spoje.