1. Припой
(1) Для пайки инструментальных сталей и твердых сплавов обычно используют чистую медь, медно-цинковый и серебряно-медный припои.Чистая медь хорошо смачивается всеми видами твердых сплавов, но наилучший эффект дает пайка в восстановительной атмосфере водорода.В то же время из-за высокой температуры пайки напряжения в соединении большие, что приводит к увеличению склонности к растрескиванию.Прочность на сдвиг соединения, припаянного чистой медью, составляет около 150 МПа, пластичность соединения также высока, но он не подходит для высокотемпературных работ.
Медно-цинковый присадочный металл является наиболее часто используемым припоем для пайки инструментальных сталей и твердых сплавов.Для улучшения смачиваемости припоя и прочности соединения в припой часто добавляют Mn, Ni, Fe и другие легирующие элементы.Например, w (MN) 4% добавляется к b-cu58znmn, чтобы прочность на сдвиг паяных соединений из цементированного карбида достигала 300 ~ 320 МПа при комнатной температуре;Он по-прежнему может поддерживать 220 ~ 240 МПа при 320 ℃.Добавление небольшого количества CO на основе b-cu58znmn может увеличить прочность паяного соединения на сдвиг до 350 МПа, а также обладает высокой ударной вязкостью и усталостной прочностью, что значительно увеличивает срок службы режущих инструментов и инструментов для бурения горных пород.
Более низкая температура плавления серебряно-медного припоя и меньшее термическое напряжение паяного соединения способствуют снижению склонности твердого сплава к растрескиванию во время пайки.Для улучшения смачиваемости припоя и улучшения прочности и рабочей температуры соединения в припой часто добавляют Mn, Ni и другие легирующие элементы.Например, припой b-ag50cuzncdni обладает отличной смачиваемостью по отношению к цементированному карбиду, а паяное соединение имеет хорошие комплексные свойства.
В дополнение к вышеупомянутым трем типам припоев, припои на основе марганца и никеля, такие как b-mn50nicucrco и b-ni75crsib, могут быть выбраны для цементированного карбида, работающего при температуре выше 500 ℃ и требующего высокой прочности соединения.Для пайки быстрорежущей стали следует выбирать специальный припой с температурой пайки, соответствующей температуре закалки.Этот присадочный металл делится на две категории: одна из них представляет собой присадочный металл ферромарганцевого типа, который в основном состоит из ферромарганца и буры.Прочность на сдвиг паяного соединения обычно составляет около 100 МПа, но соединение подвержено трещинам;Другой вид специального медного сплава, содержащего Ni, Fe, Mn и Si, не дает трещин в паяных соединениях, и его прочность на сдвиг может быть увеличена до 300 МПа.
(2) Выбор флюса для пайки и флюса для пайки в защитном газе должен соответствовать свариваемому основному металлу и присадочному металлу.При пайке инструментальной стали и твердого сплава в качестве флюса для пайки используют в основном буру и борную кислоту, а также добавляют некоторые фториды (KF, NaF, CaF2 и др.).Флюсы Fb301, fb302 и fb105 используются для медно-цинкового припоя, а флюсы fb101 ~ fb104 используются для серебряно-медного припоя.Флюс на основе буры в основном используется, когда для пайки быстрорежущей стали используется специальный припой.
Чтобы предотвратить окисление инструментальной стали во время нагрева при пайке и избежать очистки после пайки, можно использовать пайку в среде защитного газа.Защитным газом может быть либо инертный газ, либо восстановительный газ, точка росы газа должна быть ниже -40 ℃. Твердый сплав можно паять под защитой водорода, а требуемая точка росы водорода должна быть ниже -59. ℃.
2. Технология пайки
Инструментальная сталь должна быть очищена перед пайкой, а обработанная поверхность не должна быть слишком гладкой, чтобы облегчить смачивание и распространение материалов и флюса для пайки.Поверхность цементированного карбида должна быть подвергнута пескоструйной очистке перед пайкой или отполирована с помощью карбида кремния или алмазного шлифовального круга для удаления избытка углерода с поверхности, чтобы она смачивалась припоем при пайке во время пайки.Цементированный карбид, содержащий карбид титана, плохо смачивается.На его поверхность по-новому наносят пасту из оксида меди или оксида никеля и обжигают в восстановительной атмосфере для перехода меди или никеля на поверхность, чтобы повысить смачиваемость прочного припоя.
Пайку углеродистой инструментальной стали желательно проводить до или одновременно с процессом закалки.Если пайка выполняется до процесса закалки, температура солидуса используемого присадочного металла должна быть выше, чем диапазон температур закалки, чтобы сварное соединение все еще имело достаточно высокую прочность при повторном нагреве до температуры закалки без разрушения.При сочетании пайки и закалки следует выбирать присадочный металл с температурой солидуса, близкой к температуре закалки.
Легированная инструментальная сталь имеет широкий спектр компонентов.Подходящий припой для пайки, процесс термообработки и технология сочетания процесса пайки и термообработки должны определяться в соответствии с конкретным типом стали, чтобы получить хорошие характеристики соединения.
Температура закалки быстрорежущей стали, как правило, выше, чем температура плавления серебряно-медного и медно-цинкового припоя, поэтому перед пайкой необходима закалка и пайка во время или после вторичного отпуска.Если после пайки требуется закалка, то для пайки можно использовать только вышеупомянутый специальный припой.При пайке режущего инструмента из быстрорежущей стали целесообразно использовать коксовую печь.Когда твердый припой расплавится, выньте режущий инструмент и немедленно создайте в нем давление, выдавите излишки припоя, затем проведите закалку в масле, а затем отпустите его при 550 ~ 570 ℃.
При пайке лезвия из цементированного карбида со стальной оправкой следует использовать метод увеличения зазора для пайки и применения пластиковой компенсационной прокладки в зазоре для пайки, а после сварки следует проводить медленное охлаждение, чтобы уменьшить напряжение при пайке, предотвратить трещины и продлить срок службы инструмента из цементированного карбида.
После сварки волокна остатки флюса на сварном изделии следует промыть горячей водой или обычной смесью для удаления шлака, а затем протравить соответствующим травильным раствором для удаления оксидной пленки на основном стержне инструмента.Однако будьте осторожны, чтобы не использовать раствор азотной кислоты, чтобы предотвратить коррозию металла припоя.
Время публикации: 13 июня 2022 г.