Pájení nástrojové oceli a slinutého karbidu

1. Pájecí materiál

(1) Pájecí nástrojové oceli a slinuté karbidy obvykle používají čistou měď, měď zinek a stříbro měď jako přídavné kovy.Čistá měď má dobrou smáčitelnost vůči všem druhům slinutých karbidů, ale nejlepšího účinku lze dosáhnout pájením natvrdo v redukční atmosféře vodíku.Zároveň je díky vysoké teplotě pájení velké napětí ve spoji, což vede ke zvýšení sklonu k tvorbě trhlin.Pevnost ve smyku pájeného spoje čistou mědí je cca 150MPa, plasticita spoje je rovněž vysoká, není však vhodný pro vysokoteplotní práce.

Měď a zinek přídavný kov je nejběžněji používaný přídavný kov pro pájení nástrojových ocelí a slinutých karbidů.Pro zlepšení smáčivosti pájky a pevnosti spoje se do pájky často přidávají Mn, Ni, Fe a další legovací prvky.Například w (MN) 4 % se přidá k b-cu58znmn, aby pevnost ve smyku pájených spojů ze slinutého karbidu dosáhla 300 ~ 320 MPa při pokojové teplotě;Stále může udržovat 220 ~ 240 mpa při 320 ℃.Přidáním malého množství CO na bázi b-cu58znmn může smyková pevnost pájeného spoje dosáhnout 350 MPa a má vysokou rázovou houževnatost a únavovou pevnost, což výrazně zlepšuje životnost řezných nástrojů a nástrojů pro vrtání hornin.

Nižší bod tání přídavného kovu pro tvrdé pájení stříbra a mědi a menší tepelné namáhání pájeného spoje jsou výhodné pro snížení sklonu slinutého karbidu k praskání během pájení.Aby se zlepšila smáčivost pájky a zlepšila se pevnost a pracovní teplota spoje, často se do pájky přidávají Mn, Ni a další slitinové prvky.Například pájka b-ag50cuzncdni má vynikající smáčivost vůči slinutému karbidu a pájený spoj má dobré komplexní vlastnosti.

Kromě výše uvedených tří typů přídavných kovů pro tvrdé pájení lze přídavné kovy pro tvrdé pájení na bázi Mn a Ni, jako je b-mn50nicucrco a b-ni75crsib, vybrat pro slinutý karbid pracující nad 500 °C a vyžadující vysokou pevnost spoje.Pro pájení rychlořezné oceli by měl být zvolen speciální přídavný kov pro tvrdé pájení, jehož teplota pájení odpovídá teplotě kalení.Tento přídavný kov je rozdělen do dvou kategorií: jednou je přídavný kov typu feromanganu, který se skládá hlavně z feromanganu a boraxu.Pevnost pájeného spoje ve smyku je obecně asi 100 MPa, ale spoj je náchylný k prasklinám;U jiného druhu speciální slitiny mědi obsahující Ni, Fe, Mn a Si není snadné vytvářet trhliny v pájených spojích a její pevnost ve smyku může být zvýšena až na 300 mpa.

(2) Výběr tavidla pro tvrdé pájení a tavidla pro pájení ochranného plynu musí odpovídat základnímu kovu a přídavnému kovu, který se má svařit.Při pájení nástrojové oceli a slinutého karbidu se jako pájecí tavidlo používá hlavně borax a kyselina boritá a přidávají se některé fluoridy (KF, NaF, CaF2 atd.).Tavidla Fb301, fb302 a fb105 se používají pro měděnou zinkovou pájku a tavidla fb101 ~ fb104 se používají pro stříbrnou měděnou pájku.Tavidlo Borax se používá hlavně tehdy, když se k pájení rychlořezné oceli používá speciální přídavný kov pro tvrdé pájení.

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

2. Technologie pájení

Nástrojová ocel musí být před pájením očištěna a obrobený povrch nemusí být příliš hladký, aby se usnadnilo smáčení a roztírání materiálů a pájecího tavidla.Povrch slinutého karbidu musí být před pájením otryskán nebo vyleštěn karbidem křemíku nebo diamantovým brusným kotoučem, aby se odstranil přebytečný uhlík na povrchu, aby mohl být smáčen pájením natvrdo během pájení.Slinutý karbid obsahující karbid titanu je obtížné smáčet.Oxid měďnatý nebo pasta z oxidu niklu se nanáší na jeho povrch novým způsobem a vypaluje se v redukční atmosféře, aby došlo k přechodu mědi nebo niklu na povrch, aby se zvýšila smáčitelnost silné pájky.

Pájení uhlíkové nástrojové oceli by se mělo přednostně provádět před nebo současně s procesem kalení.Pokud se před procesem kalení provádí pájení natvrdo, teplota solidu použitého přídavného kovu musí být vyšší než rozsah teplot kalení, aby měl svařenec stále dostatečně vysokou pevnost, když se znovu zahřeje na kalicí teplotu bez poruchy.Při kombinaci pájení a kalení je třeba zvolit přídavný kov s teplotou solidu blízkou teplotě kalení.

Legovaná nástrojová ocel má širokou škálu součástí.Vhodný přídavný kov pro pájení, proces tepelného zpracování a technologie kombinace procesu pájení a tepelného zpracování by měly být určeny podle konkrétního typu oceli, aby se dosáhlo dobrého výkonu spoje.

Teplota kalení rychlořezné oceli je obecně vyšší než teplota tavení stříbrné mědi a měděné zinkové pájky, proto je nutné kalit před pájením a pájet natvrdo během nebo po sekundárním popouštění.Pokud je po pájení požadováno kalení, lze k pájení použít pouze výše zmíněný speciální pájecí kov.Při pájení řezných nástrojů z rychlořezné oceli je vhodné použít koksárenskou pec.Když je přídavný kov pro tvrdé pájení roztaven, vyjměte řezný nástroj a okamžitě jej natlakujte, vytlačte přebytečný přídavný kov pro tvrdé pájení, poté proveďte kalení oleje a poté jej temperujte na 550 ~ 570 ℃.

Při pájení čepele ze slinutého karbidu s ocelovou nástrojovou tyčí by měl být přijat způsob zvětšení pájecí mezery a aplikace plastového kompenzačního těsnění v pájecí mezeře a po svařování by mělo být provedeno pomalé chlazení, aby se snížilo pájecí napětí, zabránilo se prasklinám a prodloužit životnost nástrojové sestavy ze slinutého karbidu.

Po svaření vláken se zbytky tavidla na svařenci omyjí horkou vodou nebo běžnou směsí na odstraňování strusky a poté se mořijí vhodným mořicím roztokem, aby se odstranil oxidový film na základní nástrojové tyči.Dávejte však pozor, abyste nepoužili roztok kyseliny dusičné, aby nedošlo ke korozi kovu pájeného spoje.