1. Материал за спояване
(1) За запояване на инструментални стомани и циментирани карбиди обикновено се използват чиста мед, мед, цинк и сребро, мед като добавъчни метали за спояване. Чистата мед има добра омокряемост от всички видове циментирани карбиди, но най-добър ефект може да се постигне чрез запояване в редукционна атмосфера на водород. В същото време, поради високата температура на запояване, напрежението в съединението е голямо, което води до увеличаване на склонността към напукване. Якостта на срязване на съединението, споено с чиста мед, е около 150 MPa, а пластичността на съединението също е висока, но не е подходящо за работа при високи температури.
Медно-цинковият пълнител е най-често използваният пълнител за запояване на инструментални стомани и циментирани карбиди. За да се подобри омокряемостта на спойката и здравината на съединението, към спойката често се добавят Mn, Ni, Fe и други легиращи елементи. Например, добавянето на 4% w (MN) към b-cu58znmn може да увеличи якостта на срязване на споените карбидни съединения до 300 ~ 320 MPa при стайна температура; при 320 ℃ може да се поддържа якост от 220 ~ 240 MPa. Добавянето на малко количество CO на базата на b-cu58znmn може да увеличи якостта на срязване на споеното съединение до 350 MPa и да осигури висока ударна жилавост и якост на умора, което значително подобрява експлоатационния живот на режещи инструменти и инструменти за пробиване на скали.
По-ниската точка на топене на сребърно-медния спояващ метал и по-малкото термично напрежение на споеното съединение са полезни за намаляване на склонността към напукване на циментирания карбид по време на запояване. За да се подобри омокряемостта на спойката и да се подобрят якостта и работната температура на съединението, към спойката често се добавят Mn, Ni и други легиращи елементи. Например, припоят b-ag50cuzncdni има отлична омокряемост спрямо циментирания карбид, а споеното съединение има добри комплексни свойства.
В допълнение към горните три вида спояващи пълнители, за работа с циментиран карбид над 500 ℃ и изискващи висока якост на съединението, могат да се изберат спояващи пълнители на базата на Mn и Ni, като b-mn50nicucrco и b-ni75crsib. За запояване на бързорежеща стомана трябва да се избере специален спояващ пълнител с температура на запояване, съответстваща на температурата на закаляване. Този пълнител се разделя на две категории: едната е пълнител от феромарганов тип, който се състои главно от феромарганов пълнеж и боракс. Якостта на срязване на споеното съединение обикновено е около 100 MPa, но съединението е склонно към напукване; друг вид специална медна сплав, съдържаща Ni, Fe, Mn и Si, не е лесна за образуване на пукнатини в споените съединения и нейната якост на срязване може да се увеличи до 300 MPa.
(2) Изборът на флюс за спояване и флюс за спояване в защитна газова среда трябва да съответства на основния метал и добавъчния метал, които ще се заваряват. При запояване на инструментална стомана и циментиран карбид, използваният флюс за спояване е главно боракс и борна киселина, като се добавят и някои флуориди (KF, NaF, CaF2 и др.). Флюсовете Fb301, fb302 и fb105 се използват за медно-цинкова спойка, а флюсовете fb101 ~ fb104 се използват за сребърно-медна спойка. Бораксовият флюс се използва главно, когато се използва специален добавъчен метал за спояване на бързорежеща стомана.
За да се предотврати окисляването на инструменталната стомана по време на нагряване при запояване и да се избегне почистване след запояване, може да се използва спояване в защитна газова среда. Защитният газ може да бъде инертен газ или редуциращ газ, а точката на оросяване на газа трябва да е по-ниска от -40 ℃. Циментираният карбид може да се запоява под защитата на водород, а необходимата точка на оросяване на водорода трябва да е по-ниска от -59 ℃.
2. Технология на запояване
Инструменталната стомана трябва да се почисти преди запояване, а обработената повърхност не е необходимо да е прекалено гладка, за да се улесни омокрянето и разпределянето на материалите и флюса за спояване. Повърхността на циментирания карбид трябва да се пясъкоструе преди запояване или да се полира със силициев карбид или диамантен шлифовъчен диск, за да се отстрани излишният въглерод от повърхността, така че да се омокри от спояващия метал по време на запояване. Циментираният карбид, съдържащ титанов карбид, е труден за омокряне. Паста от меден оксид или никелов оксид се нанася върху повърхността му по нов начин и се изпича в редуцираща атмосфера, за да се осигури преходът на медта или никела към повърхността, като по този начин се увеличава омокряемостта на силния припой.
Запояването на въглеродна инструментална стомана за предпочитане трябва да се извършва преди или едновременно с процеса на закаляване. Ако запояването се извършва преди процеса на закаляване, температурата на солидус на използвания пълнителен метал трябва да бъде по-висока от диапазона на температурата на закаляване, така че заваръчният шев да има достатъчно висока якост при повторно нагряване до температурата на закаляване без разрушаване. Когато запояването и закаляването се комбинират, трябва да се избере пълнителен метал с температура на солидус, близка до температурата на закаляване.
Легираната инструментална стомана има широка гама от компоненти. Подходящият спояващ метал, процесът на термична обработка и технологията за комбиниране на спояване и термична обработка трябва да се определят в зависимост от конкретния вид стомана, за да се постигнат добри характеристики на съединението.
Температурата на закаляване на бързорежещата стомана обикновено е по-висока от температурата на топене на сребърно-медния и медно-цинковия припой, така че е необходимо закаляване преди запояване и запояване по време на или след вторично отпускане. Ако е необходимо закаляване след запояване, може да се използва само гореспоменатият специален спояващ метал. При запояване на режещи инструменти от бързорежеща стомана е подходящо да се използва коксова пещ. След като спояващият метал се разтопи, извадете режещия инструмент и незабавно го поставете под налягане, отстранете излишния спояващ метал, след което го закалете в масло и го отпуснете при 550 ~ 570 ℃.
При запояване на острието от циментиран карбид със стоманената инструментална щанга, трябва да се използва метод за увеличаване на спояващата фуга и поставяне на пластмасово компенсиращо уплътнение в спояващата фуга, а след заваряване трябва да се извърши бавно охлаждане, за да се намали напрежението при запояване, да се предотвратят пукнатини и да се удължи експлоатационният живот на инструменталния възел от циментиран карбид.
След заваряване с влакна, остатъците от флюс върху заваръчния шев трябва да се измият с гореща вода или с обща смес за отстраняване на шлака, след което да се обработят с подходящ разтвор за ецване, за да се отстрани оксидният филм върху основния инструментален прът. Внимавайте обаче да не използвате разтвор на азотна киселина, за да предотвратите корозия на метала на спояващата шевна част.
Време на публикуване: 13 юни 2022 г.