Lodēšana no nerūsējošā tērauda

Lodēšana no nerūsējošā tērauda

1. Lodējamība

Galvenā nerūsējošā tērauda cietlodēšanas problēma ir tā, ka oksīda plēve uz virsmas nopietni ietekmē lodmetāla mitrināšanu un izplatīšanos.Dažādi nerūsējošie tēraudi satur ievērojamu daudzumu Cr, un daži satur arī Ni, Ti, Mn, Mo, Nb un citus elementus, kas uz virsmas var veidot dažādus oksīdus vai pat kompozītos oksīdus.Starp tiem Cr un Ti oksīdi Cr2O3 un TiO2 ir diezgan stabili un grūti noņemami.Lodējot gaisā, to noņemšanai jāizmanto aktīvā plūsma;Lodējot aizsargatmosfērā, oksīda plēvi var reducēt tikai augstas tīrības atmosfērā ar zemu rasas punktu un pietiekami augstu temperatūru;Vakuuma cietlodēšanai ir nepieciešams pietiekami daudz vakuuma un pietiekami temperatūras, lai panāktu labu cietlodēšanas efektu.

Vēl viena nerūsējošā tērauda cietlodēšanas problēma ir tā, ka sildīšanas temperatūra nopietni ietekmē parastā metāla struktūru.Austenīta nerūsējošā tērauda cietlodēšanas sildīšanas temperatūra nedrīkst būt augstāka par 1150 ℃, pretējā gadījumā graudi nopietni augs;Ja austenīta nerūsējošais tērauds nesatur stabilu elementu Ti vai Nb un tajā ir augsts oglekļa saturs, jāizvairās arī no lodēšanas sensibilizācijas temperatūrā (500 ~ 850 ℃).Lai novērstu korozijas izturības samazināšanos hroma karbīda nokrišņu dēļ.Lodēšanas temperatūras izvēle martensīta nerūsējošajam tēraudam ir stingrāka.Viens no tiem ir saskaņot lodēšanas temperatūru ar rūdīšanas temperatūru, lai lodēšanas procesu apvienotu ar termiskās apstrādes procesu;Otrs ir tāds, ka cietlodēšanas temperatūrai jābūt zemākai par rūdīšanas temperatūru, lai cietlodēšanas laikā parastais metāls netiktu mīkstināts.Lodēšanas temperatūras izvēles princips nokrišņu rūdīšanai nerūsējošajam tēraudam ir tāds pats kā martensīta nerūsējošajam tēraudam, tas ir, lodēšanas temperatūrai jāatbilst termiskās apstrādes sistēmai, lai iegūtu vislabākās mehāniskās īpašības.

Papildus iepriekšminētajām divām galvenajām problēmām, cietlodējot austenīta nerūsējošo tēraudu, jo īpaši cietlodējot ar vara cinka pildvielu, pastāv tendence uz spriegumu plaisāšanu.Lai izvairītos no spriegumu plaisāšanas, pirms lodēšanas apstrādājamo detaļu atlaidina no spriedzes, un cietlodēšanas laikā apstrādājamo detaļu vienmērīgi uzsilda.

2. Lodēšanas materiāls

(1) Saskaņā ar nerūsējošā tērauda metinājumu lietošanas prasībām nerūsējošā tērauda šuvēm parasti izmantotie cietlodēšanas pildvielas metāli ir alvas svina cietlodēšanas pildviela, sudraba bāzes cietlodēšanas pildviela, vara bāzes cietlodēšanas pildviela, mangāna bāzes cietlodēšanas pildviela, niķeļa pildviela. cietlodēšanas pildmetāls un dārgmetālu cietlodēšanas pildmetāls.

Alvas svina lodmetālu galvenokārt izmanto nerūsējošā tērauda lodēšanai, un tas ir piemērots ar augstu alvas saturu.Jo augstāks ir alvas saturs lodmetālā, jo labāka ir tā mitrināmība uz nerūsējošā tērauda.Bīdes izturība 1Cr18Ni9Ti nerūsējošā tērauda savienojumiem, kas lodēti ar vairākiem izplatītiem alvas svina lodmetāliem, ir norādīti 3. tabulā. Savienojumu zemās izturības dēļ tos izmanto tikai tādu detaļu lodēšanai, kurām ir maza nestspēja.

3. tabula 1Cr18Ni9Ti nerūsējošā tērauda savienojuma bīdes izturība, kas lodēta ar alvas svina lodmetālu

Pildmetāli uz sudraba bāzes ir visbiežāk izmantotie pildmetāli nerūsējošā tērauda lodēšanai.Starp tiem visplašāk tiek izmantoti sudraba vara cinka un sudraba vara cinka kadmija pildvielas metāli, jo cietlodēšanas temperatūra maz ietekmē parastā metāla īpašības.ICr18Ni9Ti nerūsējošā tērauda savienojumu stiprība, kas lodēti ar vairākiem parastajiem sudraba bāzes lodmetāliem, ir norādīta 4. tabulā. Nerūsējošā tērauda savienojumus, kas lodēti ar sudraba bāzes lodmetāliem, reti izmanto ļoti korozīvā vidē, un šuvju darba temperatūra parasti nepārsniedz 300 ℃. .Lodējot nerūsējošo tēraudu bez niķeļa, lai novērstu lodētā savienojuma koroziju mitrā vidē, jāizmanto lodēšanas pildviela ar vairāk niķeļa, piemēram, b-ag50cuzncdni.Lodējot martensīta nerūsējošo tēraudu, lai novērstu parastā metāla mīkstināšanu, jāizmanto cietlodēšanas pildviela ar cietlodēšanas temperatūru, kas nepārsniedz 650 ℃, piemēram, b-ag40cuzncd.Lodējot nerūsējošo tēraudu aizsargatmosfērā, lai noņemtu oksīda plēvi uz virsmas, var izmantot litiju saturošu pašlodēšanas plūsmu, piemēram, b-ag92culi un b-ag72culi.Lodējot nerūsējošo tēraudu vakuumā, lai pildmetālam joprojām būtu laba mitrināmība, ja tas nesatur tādus elementus kā Zn un CD, kurus ir viegli iztvaikot, sudraba pildmetālu, kas satur tādus elementus kā Mn, Ni un RD atlasīts.

4. tabula ICr18Ni9Ti nerūsējošā tērauda savienojuma stiprums, kas lodēts ar sudraba bāzes pildmetālu

Cietlodēšanas pildvielas metāli uz vara bāzes, ko izmanto dažādu tēraudu lodēšanai, galvenokārt ir tīrs varš, vara niķelis un vara mangāna kobalta cietlodēšanas pildvielas.Tīra vara cietlodēšanas pildvielas metālu galvenokārt izmanto cietlodēšanai zem gāzes aizsardzības vai vakuuma.Nerūsējošā tērauda savienojuma darba temperatūra nav augstāka par 400 ℃, bet savienojumam ir slikta oksidācijas izturība.Vara niķeļa cietlodēšanas pildvielu galvenokārt izmanto liesmas un indukcijas cietlodēšanai.Lodētā 1Cr18Ni9Ti nerūsējošā tērauda savienojuma stiprība ir parādīta 5. tabulā. Redzams, ka savienojumam ir tāda pati stiprība kā parastajam metālam, un darba temperatūra ir augsta.Cu Mn co cietlodēšanas pildvielu galvenokārt izmanto martensīta nerūsējošā tērauda cietlodēšanai aizsargatmosfērā.Šuves stiprība un darba temperatūra ir salīdzināma ar tiem, kas lodēti ar pildmetālu uz zelta bāzes.Piemēram, 1Cr13 nerūsējošā tērauda savienojumam, kas lodēts ar lodmetālu b-cu58mnco, ir tāda pati veiktspēja kā tam pašam nerūsējošā tērauda savienojumam, kas lodēts ar lodmetālu b-au82ni (sk. 6. tabulu), taču ražošanas izmaksas ir ievērojami samazinātas.

5. tabula 1Cr18Ni9Ti nerūsējošā tērauda savienojuma bīdes izturība, kas lodēta ar augstas temperatūras vara bāzes pildvielu

6. tabula 1Cr13 nerūsējošā tērauda lodētā savienojuma bīdes izturība

Cietlodēšanas pildvielu metālus uz mangāna bāzes galvenokārt izmanto ar gāzi aizsargātai cietlodēšanai, un gāzes tīrībai ir jābūt augstai.Lai izvairītos no parastā metāla graudu augšanas, jāizvēlas atbilstošs cietlodēšanas pildmetāls, kura cietlodēšanas temperatūra ir zemāka par 1150 ℃.Apmierinošu cietlodēšanas efektu var iegūt nerūsējošā tērauda savienojumiem, kas lodēti ar mangāna bāzes lodmetālu, kā parādīts 7. tabulā. Šuves darba temperatūra var sasniegt 600 ℃.

7. tabula lcr18ni9fi nerūsējošā tērauda savienojuma bīdes izturība, kas lodēta ar pildvielu uz mangāna bāzes

Ja nerūsējošais tērauds ir lodēts ar niķeļa bāzes pildvielu, savienojumam ir laba veiktspēja augstā temperatūrā.Šo pildvielu parasti izmanto cietlodēšanai ar gāzi vai vakuumlodēšanai.Lai pārvarētu problēmu, ka šuves veidošanās laikā lodētajā šuvē rodas vairāk trauslu savienojumu, kas būtiski samazina savienojuma izturību un plastiskumu, savienojuma sprauga ir jāsamazina līdz minimumam, lai nodrošinātu elementiem viegli veidojamu trauslu fāzi. lodmetāls ir pilnībā izkliedēts parastajā metālā.Lai novērstu parastā metāla graudu augšanu ilgstošas ​​noturēšanas laika dēļ cietlodēšanas temperatūrā, pēc metināšanas var veikt īstermiņa noturēšanas un difūzijas apstrādes procesus zemākā temperatūrā (salīdzinājumā ar cietlodēšanas temperatūru).

Cēlmetālu cietlodēšanas pildmetāli, ko izmanto nerūsējošā tērauda cietlodēšanai, galvenokārt ietver uz zelta bāzes izgatavotus pildmetālus un pallādiju saturošus pildmetālus, no kuriem tipiskākie ir b-au82ni, b-ag54cupd un b-au82ni, kuriem ir laba mitrināmība.Lodētajam nerūsējošā tērauda savienojumam ir augsta temperatūras izturība un oksidācijas izturība, un maksimālā darba temperatūra var sasniegt 800 ℃.B-ag54cupd īpašības ir līdzīgas b-au82ni, un tā cena ir zema, tāpēc tā mēdz aizstāt b-au82ni.

(2) Nerūsējošā tērauda virsma plūsmas un krāsns atmosfērā satur oksīdus, piemēram, Cr2O3 un TiO2, kurus var noņemt tikai, izmantojot plūsmu ar spēcīgu aktivitāti.Ja nerūsējošo tēraudu lodē ar alvas svina lodmetālu, piemērota plūsma ir fosforskābes ūdens šķīdums vai cinka oksīda sālsskābes šķīdums.Fosforskābes ūdens šķīduma darbības laiks ir īss, tāpēc ir jāizmanto ātras karsēšanas cietlodēšanas metode.Fb102, fb103 vai fb104 plūsmas var izmantot nerūsējošā tērauda lodēšanai ar sudraba bāzes pildvielām.Lodējot nerūsējošo tēraudu ar pildvielu uz vara bāzes, tiek izmantota fb105 plūsma augstās cietlodēšanas temperatūras dēļ.

Lodējot nerūsējošo tēraudu krāsnī, bieži tiek izmantota vakuuma atmosfēra vai aizsargatmosfēra, piemēram, ūdeņradis, argons un sadalīšanās amonjaks.Vakuuma cietlodēšanas laikā vakuuma spiedienam jābūt mazākam par 10-2Pa.Lodējot aizsargatmosfērā, gāzes rasas punkts nedrīkst būt augstāks par -40 ℃ Ja gāzes tīrība nav pietiekama vai cietlodēšanas temperatūra nav augsta, var ieplūst neliels daudzums gāzes cietlodēšanas plūsmas, piemēram, bora trifluorīda. pievienot atmosfērai.

2. Lodēšanas tehnoloģija

Pirms cietlodēšanas nerūsējošais tērauds ir stingrāk jātīra, lai noņemtu tauku un eļļas plēvi.Labāk lodēt uzreiz pēc tīrīšanas.

Nerūsējošā tērauda cietlodēšanai var izmantot liesmas, indukcijas un krāsns vidējās sildīšanas metodes.Cietlodēšanas krāsnī krāsnī jābūt ar labu temperatūras kontroles sistēmu (lodēšanas temperatūras novirzei jābūt ± 6 ℃), un to var ātri atdzesēt.Ja cietlodēšanai kā aizsarggāzi izmanto ūdeņradi, prasības attiecībā uz ūdeņradi ir atkarīgas no cietlodēšanas temperatūras un parastā metāla sastāva, tas ir, jo zemāka ir cietlodēšanas temperatūra, jo vairāk parastais metāls satur stabilizatoru un jo mazāka rasa. ir nepieciešams ūdeņraža punkts.Piemēram, martensīta nerūsējošajiem tēraudiem, piemēram, 1Cr13 un cr17ni2t, lodējot 1000 ℃ temperatūrā, ūdeņraža rasas punktam ir jābūt zemākam par -40 ℃;18-8 hroma niķeļa nerūsējošajam tēraudam bez stabilizatora ūdeņraža rasas punktam lodēšanas laikā 1150 ℃ ir jābūt zemākam par 25 ℃;Tomēr 1Cr18Ni9Ti nerūsējošajam tēraudam, kas satur titāna stabilizatoru, ūdeņraža rasas punktam ir jābūt zemākam par -40 ℃, lodējot 1150 ℃.Lodējot ar argona aizsardzību, argona tīrībai ir jābūt augstākai.Ja uz nerūsējošā tērauda virsmas ir pārklāts varš vai niķelis, prasība pēc aizsarggāzes tīrības var tikt samazināta.Lai nodrošinātu oksīda plēves noņemšanu no nerūsējošā tērauda virsmas, var pievienot arī BF3 gāzes plūsmu, kā arī var izmantot litiju vai boru saturošu pašplūsmas lodmetālu.Veicot nerūsējošā tērauda vakuumlodēšanu, vakuuma pakāpes prasības ir atkarīgas no cietlodēšanas temperatūras.Palielinoties cietlodēšanas temperatūrai, nepieciešamo vakuumu var samazināt.

Galvenais nerūsējošā tērauda process pēc lodēšanas ir atlikušās plūsmas un atlikušās plūsmas inhibitora attīrīšana un, ja nepieciešams, pēclodēšanas termiskā apstrāde.Atkarībā no izmantotās plūsmas un cietlodēšanas metodes atlikušo plūsmu var mazgāt ar ūdeni, mehāniski tīrīt vai ķīmiski tīrīt.Ja tiek izmantots abrazīvs līdzeklis, lai notīrītu atlikušās plūsmas vai oksīda plēvi apsildāmajā zonā netālu no savienojuma, jāizmanto smiltis vai citas nemetāliskas smalkas daļiņas.Detaļām, kas izgatavotas no martensīta nerūsējošā tērauda un nokrišņu cietēšanas nerūsējošā tērauda, ​​pēc lodēšanas nepieciešama termiskā apstrāde saskaņā ar materiāla īpašajām prasībām.Nerūsējošā tērauda savienojumi, kas lodēti ar Ni Cr B un Ni Cr Si pildvielu metāliem, pēc lodēšanas bieži tiek apstrādāti ar difūzijas termisko apstrādi, lai samazinātu prasības attiecībā uz lodēšanas spraugu un uzlabotu savienojumu mikrostruktūru un īpašības.