(1) Característiques de la soldadura forta. Els problemes que comporta la soldadura de grafit i diamant policristalí són molt semblants als que es troben en la soldadura ceràmica.En comparació amb el metall, la soldadura és difícil de mullar els materials policristalins de grafit i diamant, i el seu coeficient d'expansió tèrmica és molt diferent del dels materials estructurals generals.Els dos s'escalfen directament a l'aire i es produirà oxidació o carbonització quan la temperatura superi els 400 ℃.Per tant, s'adoptarà la soldadura al buit i el grau de buit no serà inferior a 10-1pa.Com que la força de tots dos no és alta, si hi ha estrès tèrmic durant la soldadura, es poden produir esquerdes.Intenteu seleccionar metall de farciment de soldadura amb baix coeficient d'expansió tèrmica i controleu estrictament la velocitat de refrigeració.Atès que la superfície d'aquests materials no és fàcil de mullar amb metalls de farciment de soldadura habituals, es pot dipositar una capa de 2,5 ~ 12,5um de gruix W, Mo i altres elements a la superfície de materials policristalins de grafit i diamant mitjançant la modificació de la superfície (recobriment al buit). , polverització iònica, polvorització de plasma i altres mètodes) abans de la soldadura i formar els carburs corresponents amb ells, o es poden utilitzar metalls d'ompliment de soldadura d'alta activitat.
El grafit i el diamant tenen molts graus, que es diferencien en la mida de les partícules, la densitat, la puresa i altres aspectes, i tenen diferents característiques de soldadura.A més, si la temperatura dels materials de diamant policristalí supera els 1000 ℃, la relació de desgast policristalí comença a disminuir i la relació de desgast disminueix en més d'un 50% quan la temperatura supera els 1200 ℃.Per tant, quan es solda el diamant al buit, la temperatura de soldadura s'ha de controlar per sota de 1200 ℃ i el grau de buit no ha de ser inferior a 5 × 10-2 Pa.
(2) L'elecció del metall de farciment de soldadura es basa principalment en l'ús i el processament de la superfície.Quan s'utilitza com a material resistent a la calor, s'ha de seleccionar el metall de farciment de soldadura amb alta temperatura de soldadura i bona resistència a la calor;Per a materials químics resistents a la corrosió, es seleccionen metalls d'aportació de soldadura amb baixa temperatura de soldadura i bona resistència a la corrosió.Per al grafit després del tractament de metal·lització superficial, es pot utilitzar soldadura de coure pur amb alta ductilitat i bona resistència a la corrosió.La soldadura activa a base de plata i coure té una bona humectabilitat i fluïdesa per al grafit i el diamant, però la temperatura de servei de la junta soldada és difícil de superar els 400 ℃.Per als components de grafit i les eines de diamant que s'utilitzen entre 400 ℃ i 800 ℃, s'utilitzen generalment metalls d'ompliment de base d'or, de pal·ladi, de manganès o de titani.Per a les juntes utilitzades entre 800 ℃ i 1000 ℃, s'han d'utilitzar metalls d'aportació a base de níquel o de perforació.Quan s'utilitzen components de grafit per sobre de 1000 ℃, es poden utilitzar metalls d'aportació de metall pur (Ni, PD, Ti) o metalls d'aportació d'aliatge que contenen molibdè, Mo, Ta i altres elements que poden formar carburs amb carboni.
Per al grafit o el diamant sense tractament superficial, els metalls d'aportació actius de la taula 16 es poden utilitzar per a la soldadura directa.La majoria d'aquests metalls d'aportació són aliatges binaris o ternaris basats en titani.El titani pur reacciona fortament amb el grafit, que pot formar una capa de carbur molt gruixuda, i el seu coeficient d'expansió lineal és força diferent del del grafit, que és fàcil de produir esquerdes, de manera que no es pot utilitzar com a soldadura.L'addició de Cr i Ni a Ti pot reduir el punt de fusió i millorar la humectabilitat amb ceràmica.Ti és un aliatge ternari, compost principalment per Ti Zr, amb l'addició de TA, Nb i altres elements.Té un baix coeficient d'expansió lineal, que pot reduir la tensió de soldadura.L'aliatge ternari compost principalment per Ti Cu és adequat per a la soldadura de grafit i acer, i la junta té una alta resistència a la corrosió.
Taula 16 soldadura de metalls d'aportació per soldadura directa de grafit i diamant
(3) Procés de soldadura els mètodes de soldadura del grafit es poden dividir en dues categories, una és la soldadura després de la metal·lització superficial i l'altra la soldadura sense tractament superficial.Independentment del mètode que s'utilitzi, la soldadura s'ha de tractar prèviament abans del muntatge i els contaminants superficials dels materials de grafit s'han de netejar amb alcohol o acetona.En cas de soldadura per metal·lització superficial, una capa de Ni, Cu o una capa de Ti, Zr o disilicid de molibdè s'ha de xapar a la superfície de grafit mitjançant polvorització de plasma, i després s'utilitzarà metall d'aportació a base de coure o metall d'aportació a base de plata per a la soldadura. .La soldadura directa amb soldadura activa és el mètode més utilitzat actualment.La temperatura de soldadura es pot seleccionar segons la soldadura que es proporciona a la taula 16. La soldadura es pot subjectar al centre de la junta soldada o prop d'un extrem.Quan es solda amb un metall amb un gran coeficient d'expansió tèrmica, es pot utilitzar Mo o Ti amb un cert gruix com a capa tampó intermèdia.La capa de transició pot produir deformació plàstica durant l'escalfament de soldadura, absorbir l'estrès tèrmic i evitar l'esquerdament del grafit.Per exemple, el Mo s'utilitza com a unió de transició per a la soldadura al buit de components de grafit i hastelloyn.S'utilitza soldadura B-pd60ni35cr5 amb bona resistència a la corrosió i la radiació de la sal fosa.La temperatura de soldadura és de 1260 ℃ i la temperatura es manté durant 10 minuts.
El diamant natural es pot soldar directament amb b-ag68.8cu16.7ti4.5, b-ag66cu26ti8 i altres soldadures actives.La soldadura s'ha de dur a terme sota protecció de buit o baix argó.La temperatura de soldadura no ha de superar els 850 ℃ i s'ha de seleccionar una velocitat d'escalfament més ràpida.El temps de manteniment a la temperatura de soldadura no hauria de ser massa llarg (generalment uns 10 segons) per evitar la formació d'una capa de tic contínua a la interfície.Quan es solda l'acer de diamant i aliatge, s'ha d'afegir una capa intermedia de plàstic o una capa d'aliatge de baixa expansió per a la transició per evitar el dany dels grans de diamant causat per un estrès tèrmic excessiu.L'eina de tornejat o eina de perforació per al mecanitzat d'ultra precisió es fabrica mitjançant un procés de soldadura forta, que solda 20 ~ 100 mg de diamant de partícules petites al cos d'acer i la força de la junta de la junta de soldadura arriba a 200 ~ 250mpa
El diamant policristalí es pot soldar amb flama, alta freqüència o buit.S'ha d'adoptar la soldadura d'alta freqüència o la soldadura amb flama per a fulles de serra circular de diamant per tallar metall o pedra.S'ha de seleccionar el metall d'aportació de soldadura activa Ag Cu Ti amb baix punt de fusió.La temperatura de soldadura es controlarà per sota dels 850 ℃, el temps d'escalfament no serà massa llarg i s'adoptarà una velocitat de refredament lenta.Les broques de diamant policristalí que s'utilitzen en petroli i perforació geològica tenen condicions de treball dolentes i suporten grans càrregues d'impacte.Es pot seleccionar metall de farciment de soldadura a base de níquel i es pot utilitzar una làmina de coure pur com a capa intermèdia per a la soldadura al buit.Per exemple, 350 ~ 400 càpsules Ф 4,5 ~ 4,5 mm de diamant policristalí columnar es solda a les perforacions d'acer 35CrMo o 40CrNiMo per formar dents de tall.S'adopta la soldadura al buit i el grau de buit no és inferior a 5 × 10-2Pa, la temperatura de soldadura és de 1020 ± 5 ℃, el temps de retenció és de 20 ± 2 min i la resistència al tall de la junta de soldadura és superior a 200mpa
Durant la soldadura, s'ha d'utilitzar el pes propi de la soldadura per al muntatge i el posicionament tant com sigui possible per fer que la peça metàl·lica prem el grafit o el material policristalí a la part superior.Quan s'utilitza l'aparell per al posicionament, el material de l'aparell ha de ser el material amb un coeficient d'expansió tèrmica similar al de la soldadura.
Hora de publicació: 13-juny-2022