Grafīta un dimanta polikristāliskā lodēšana

(1) Cietlodēšanas īpašības grafīta un dimanta polikristāliskā cietlodēšanas problēmas ir ļoti līdzīgas tām, ar kurām saskaras keramikas cietlodēšana.Salīdzinot ar metālu, lodmetālu ir grūti samitrināt grafīta un dimanta polikristāliskos materiālus, un tā termiskās izplešanās koeficients ļoti atšķiras no vispārējo konstrukciju materiālu koeficienta.Abus karsē tieši gaisā, un, kad temperatūra pārsniedz 400 ℃, notiks oksidēšanās vai karbonizācija.Tāpēc ir jāizmanto vakuumlodēšana, un vakuuma pakāpe nedrīkst būt mazāka par 10-1pa.Tā kā abu stiprība nav augsta, ja cietlodēšanas laikā rodas termiskais spriegums, var rasties plaisas.Mēģiniet izvēlēties cietlodēšanas pildvielu ar zemu termiskās izplešanās koeficientu un stingri kontrolēt dzesēšanas ātrumu.Tā kā šādu materiālu virsmu nav viegli samitrināt ar parastajiem cietlodēšanas metāliem, uz grafīta un dimanta polikristālisko materiālu virsmas var uzklāt 2,5–12,5 um biezu W, Mo un citu elementu slāni, modificējot virsmu (vakuuma pārklājumu). , jonu izsmidzināšana, plazmas izsmidzināšana un citas metodes) pirms cietlodēšanas un ar tiem veido atbilstošus karbīdus vai var izmantot augstas aktivitātes cietlodēšanas pildvielas metālus.

Grafītam un dimantam ir daudz šķirņu, kas atšķiras pēc daļiņu izmēra, blīvuma, tīrības un citiem aspektiem, un tiem ir dažādas cietlodēšanas īpašības.Turklāt, ja polikristālisko dimantu materiālu temperatūra pārsniedz 1000 ℃, polikristāliskā nodiluma koeficients sāk samazināties, un nodiluma koeficients samazinās par vairāk nekā 50%, kad temperatūra pārsniedz 1200 ℃.Tāpēc, dimantu vakuumlodējot, cietlodēšanas temperatūra jākontrolē zem 1200 ℃, un vakuuma pakāpe nedrīkst būt mazāka par 5 × 10-2Pa.

(2) Lodēšanas pildvielas metāla izvēle galvenokārt balstās uz izmantošanu un virsmas apstrādi.Lietojot kā karstumizturīgu materiālu, jāizvēlas cietlodēšanas pildviela ar augstu cietlodēšanas temperatūru un labu karstumizturību;Ķīmiski pret koroziju izturīgiem materiāliem tiek izvēlēti cietlodēšanas pildvielas metāli ar zemu cietlodēšanas temperatūru un labu izturību pret koroziju.Grafītam pēc virsmas metalizācijas var izmantot tīru vara lodmetālu ar augstu elastību un labu izturību pret koroziju.Aktīvajai lodēšanai uz sudraba un vara bāzes ir laba grafīta un dimanta mitrināmība un plūstamība, bet lodētā savienojuma darba temperatūru ir grūti pārsniegt 400 ℃.Grafīta komponentiem un dimanta instrumentiem, ko izmanto no 400 ℃ līdz 800 ℃, parasti izmanto zelta bāzes, pallādija bāzes, mangāna bāzes vai titāna bāzes pildvielas metālus.Šuvēm, ko izmanto temperatūrā no 800 ℃ līdz 1000 ℃, jāizmanto uz niķeļa bāzes vai uz urbjmašīnas bāzes izgatavoti pildvielas metāli.Ja grafīta sastāvdaļas tiek izmantotas virs 1000 ℃, var izmantot tīru metālu pildmetālus (Ni, PD, Ti) vai sakausējumus, kas satur molibdēnu, Mo, Ta un citus elementus, kas var veidot karbīdus ar oglekli.

Grafitam vai dimantam bez virsmas apstrādes tiešai lodēšanai var izmantot 16. tabulā norādītos aktīvos pildvielas metālus.Lielākā daļa šo pildvielu metālu ir uz titāna bāzes izgatavoti bināri vai trīskārši sakausējumi.Tīrs titāns spēcīgi reaģē ar grafītu, kas var veidot ļoti biezu karbīda slāni, un tā lineārās izplešanās koeficients ir diezgan atšķirīgs no grafīta, kas viegli veido plaisas, tāpēc to nevar izmantot kā lodmetālu.Cr un Ni pievienošana Ti var samazināt kušanas temperatūru un uzlabot keramikas mitrināmību.Ti ir trīskāršs sakausējums, kas galvenokārt sastāv no Ti Zr, kam pievienots TA, Nb un citi elementi.Tam ir zems lineārās izplešanās koeficients, kas var samazināt cietlodēšanas spriegumu.Trīskāršais sakausējums, kas galvenokārt sastāv no Ti Cu, ir piemērots grafīta un tērauda lodēšanai, un savienojumam ir augsta izturība pret koroziju.

16. tabula Lodēšanas pildvielas metāli tiešai grafīta un dimanta cietlodēšanai

Table 16 brazing filler metals for direct brazing of graphite and diamond
(3) Lodēšanas process Grafīta cietlodēšanas metodes var iedalīt divās kategorijās, viena ir cietlodēšana pēc virsmas metalizācijas, bet otra ir cietlodēšana bez virsmas apstrādes.Neatkarīgi no tā, kāda metode tiek izmantota, pirms montāžas metinājuma šuve ir iepriekš jāapstrādā, un grafīta materiālu virsmas piesārņotāji jānoslauka ar spirtu vai acetonu.Virsmas metalizācijas cietlodēšanas gadījumā uz grafīta virsmas ar plazmas izsmidzināšanu uzklāj Ni, Cu vai Ti, Zr vai molibdēna disilicīda slāni un pēc tam lodēšanai izmanto pildmetālu uz vara bāzes vai pildmetālu uz sudraba bāzes. .Tiešā lodēšana ar aktīvo lodēšanu šobrīd ir visplašāk izmantotā metode.Lodēšanas temperatūru var izvēlēties saskaņā ar lodmetālu, kas norādīts 16. tabulā. Lodmetālu var nostiprināt lodētā savienojuma vidū vai viena gala tuvumā.Lodējot ar metālu ar lielu termiskās izplešanās koeficientu, kā starpposma buferkārtu var izmantot Mo vai Ti ar noteiktu biezumu.Pārejas slānis cietlodēšanas sildīšanas laikā var radīt plastisku deformāciju, absorbēt termisko spriegumu un izvairīties no grafīta plaisāšanas.Piemēram, Mo tiek izmantots kā pārejas savienojums grafīta un hastelloīna komponentu vakuumlodēšanai.Tiek izmantots lodmetāls B-pd60ni35cr5 ar labu izturību pret izkausētā sāls koroziju un starojumu.Lodēšanas temperatūra ir 1260 ℃ un temperatūra tiek uzturēta 10 minūtes.

Dabisko dimantu var tieši lodēt ar b-ag68.8cu16.7ti4.5, b-ag66cu26ti8 un citiem aktīvajiem lodmetāliem.Lodēšana jāveic zem vakuuma vai zema argona aizsardzībā.Lodēšanas temperatūra nedrīkst pārsniegt 850 ℃, un jāizvēlas ātrāks sildīšanas ātrums.Turēšanas laikam cietlodēšanas temperatūrā nevajadzētu būt pārāk ilgam (parasti apmēram 10 s), lai izvairītos no nepārtraukta tikuma slāņa veidošanās saskarnē.Lodējot dimantu un leģēto tēraudu, pārejai jāpievieno plastmasas starpslānis vai zemas izplešanās sakausējuma slānis, lai novērstu dimanta graudu bojājumus, ko izraisa pārmērīgs termiskais stress.Virpošanas instruments vai urbšanas instruments īpaši precīzai apstrādei tiek ražots lodēšanas procesā, kas uz tērauda korpusa pielodē 20–100 mg mazo daļiņu dimanta, un lodēšanas savienojuma savienojuma stiprums sasniedz 200–250 mpa.

Polikristālisko dimantu var lodēt ar liesmu, augstas frekvences vai vakuuma palīdzību.Dimanta ripzāģa asmens metāla vai akmens griešanai jāizmanto augstas frekvences cietlodēšana vai liesmas cietlodēšana.Jāizvēlas Ag Cu Ti aktīvā cietlodēšanas pildviela ar zemu kušanas temperatūru.Cietlodēšanas temperatūra jākontrolē zem 850 ℃, sildīšanas laiks nedrīkst būt pārāk garš, un ir jāizmanto lēns dzesēšanas ātrums.Polikristāliskiem dimanta uzgaļiem, ko izmanto naftas un ģeoloģiskajos urbumos, ir slikti darba apstākļi un tie iztur milzīgas triecienslodzes.Var izvēlēties cietlodēšanas pildvielu uz niķeļa bāzes, un kā vakuuma cietlodēšanas starpslāni var izmantot tīra vara foliju.Piemēram, 350 ~ 400 kapsulas Ф 4,5 ~ 4,5 mm kolonnveida polikristāliskais dimants ir lodētas 35CrMo vai 40CrNiMo tērauda perforācijās, lai izveidotu griešanas zobus.Tiek pieņemta vakuumlodēšana, un vakuuma pakāpe nav mazāka par 5 × 10-2Pa, cietlodēšanas temperatūra ir 1020 ± 5 ℃, turēšanas laiks ir 20 ± 2 minūtes un lodēšanas savienojuma bīdes izturība ir lielāka par 200 mpa.

Lodēšanas laikā montāžai un pozicionēšanai pēc iespējas jāizmanto metinājuma pašsvars, lai metāla daļa nospiestu grafītu vai polikristālisko materiālu pie augšējās daļas.Izmantojot armatūru pozicionēšanai, armatūras materiāls ir materiāls, kura termiskās izplešanās koeficients ir līdzīgs metinājumam.


Publicēšanas laiks: 13. jūnijs 2022