1. Паяльний матеріал
(1) Для паяння інструментальних сталей і твердих сплавів зазвичай використовується чиста мідь, мідь-цинк і срібло-мідь для пайки.Чиста мідь має хорошу змочуваність для всіх видів цементованих карбідів, але найкращий ефект можна отримати при пайці у відновній атмосфері водню.У той же час, через високу температуру пайки, напруга в з'єднанні велика, що призводить до збільшення схильності до утворення тріщин.Міцність на зсув з'єднання, паяного чистою міддю, становить близько 150 МПа, а пластичність з'єднання також висока, але вона не підходить для високотемпературної роботи.
Мідно-цинковий наповнювач є найбільш часто використовуваним наповнювачем для пайки інструментальних сталей і цементованих карбідів.Для поліпшення змочуваності припою і міцності з'єднання в припій часто додають Mn, Ni, Fe та інші елементи сплаву.Наприклад, w (MN) 4% додають до b-cu58znmn, щоб міцність на зсув твердосплавних паяних з’єднань досягала 300 ~ 320 МПа за кімнатної температури;Він все ще може підтримувати 220 ~ 240 МПа при 320 ℃.Додавання невеликої кількості CO на основі b-cu58znmn може збільшити міцність на зсув паяного з’єднання до 350 МПа, а також має високу ударну в’язкість і втомну міцність, значно покращуючи термін служби ріжучих інструментів і інструментів для буріння породи.
Нижча температура плавлення сріблясто-мідного припою та менша термічна напруга паяного з’єднання сприяють зниженню схильності цементованого карбіду до розтріскування під час пайки.З метою поліпшення змочуваності припою, підвищення міцності і робочої температури з'єднання в припій часто додають Mn, Ni та інші елементи сплаву.Наприклад, припій b-ag50cuzncdni має чудову змочуваність цементованого карбіду, а паяне з’єднання має хороші комплексні властивості.
На додаток до трьох вищевказаних типів припоїв, для твердого сплаву, що працює при температурі вище 500 ℃ і вимагає високої міцності з’єднання, можна вибрати припой на основі Mn і Ni, наприклад b-mn50nicucrco і b-ni75crsib.Для пайки швидкорізальної сталі слід вибирати спеціальний припой, температура якого відповідає температурі гарту.Цей присадний метал поділяється на дві категорії: одна – це присадковий метал типу феромарганцю, який в основному складається з феромарганцю та бури.Міцність на зсув паяного з’єднання зазвичай становить близько 100 МПа, але з’єднання схильне до тріщин;Інший вид спеціального мідного сплаву, що містить Ni, Fe, Mn і Si, нелегко створює тріщини в паяних з'єднаннях, і його міцність на зсув може бути збільшена до 300 мпа.
(2) Вибір флюсу для пайки та флюсу для пайки із захисним газом має відповідати основному та присадковому металу, що зварюється.При пайці інструментальної сталі та твердого сплаву використовують переважно буру та борну кислоту, а також додають деякі фториди (KF, NaF, CaF2 та ін.).Флюси Fb301, fb302 і fb105 використовуються для мідно-цинкового припою, а флюси fb101 ~ fb104 використовуються для срібло-мідного припою.Буровий флюс в основному використовується, коли для пайки швидкорізальної сталі використовується спеціальний припой.
Щоб запобігти окисленню інструментальної сталі під час нагрівання пайки та уникнути очищення після пайки, можна використовувати пайку в захисних газах.Захисний газ може бути інертним або відновним газом, і точка роси газу повинна бути нижчою за -40 ℃ Цементований карбід можна паяти під захистом водню, а необхідна точка роси водню повинна бути нижчою за -59 ℃.
2. Технологія пайки
Інструментальну сталь необхідно очистити перед паянням, а оброблена поверхня не повинна бути надто гладкою, щоб сприяти змочуванню та розповсюдженню матеріалів і паяльного флюсу.Поверхня цементованого карбіду повинна бути піддана піскоструминній обробці перед пайкою або відполірована карбідом кремнію або алмазним шліфувальним кругом для видалення надлишку вуглецю на поверхні, щоб вона була змочена припайним припоєм під час пайки.Цементований карбід, що містить карбід титану, важко змочити.Паста з оксиду міді або нікелю наноситься на його поверхню новим способом і запікається у відновній атмосфері, щоб зробити мідь або нікель переходом на поверхню, щоб збільшити змочуваність міцного припою.
Пайку вуглецевої інструментальної сталі бажано проводити до або одночасно з процесом загартування.Якщо перед процесом загартування виконується пайка твердим припоєм, температура солідусу присадочного металу, що використовується, повинна бути вищою за діапазон температур загартування, щоб зварний виріб мав достатньо високу міцність при повторному нагріванні до температури загартування без пошкоджень.При поєднанні пайки і загартування слід вибирати присадний метал з температурою солідусу, близькою до температури загартування.
Легована інструментальна сталь має широкий спектр компонентів.Відповідний припой для пайки, процес термічної обробки та технологія поєднання процесу пайки та термічної обробки повинні визначатися відповідно до конкретного типу сталі, щоб отримати хороші характеристики з’єднання.
Температура загартування швидкорізальної сталі, як правило, вища за температуру плавлення сріблясто-мідного та мідно-цинкового припою, тому необхідно загартувати перед пайкою та паяти під час або після вторинного відпустки.Якщо після пайки потрібне загартування, для пайки можна використовувати лише згаданий вище спеціальний припой.При пайці ріжучих інструментів швидкорізальної сталі доцільно використовувати коксову піч.Коли припойний метал розплавиться, вийміть ріжучий інструмент і негайно стисніть його, видаліть надлишок припою, потім виконайте загартування в маслі, а потім відпустіть його при 550 ~ 570 ℃.
Під час паяння леза з твердого сплаву за допомогою сталевої пластини інструменту слід застосувати метод збільшення паяльного зазору та застосування пластикової компенсаційної прокладки в паяльному зазорі, а після зварювання слід проводити повільне охолодження, щоб зменшити напругу пайки, запобігти тріщинам і продовжити термін служби твердосплавного інструментального вузла.
Після зварювання волокна залишки флюсу на зварюванні повинні бути промиті гарячою водою або загальною сумішшю для видалення шлаку, а потім протравлені відповідним розчином для травлення для видалення оксидної плівки на стержні основного інструменту.Однак будьте обережні, не використовуйте розчин азотної кислоти, щоб запобігти корозії металу пайки.
Час публікації: 13 червня 2022 р