Tungsten Karbür Kaynaklama İçeriği

1. Tungsten Karbür Lehimleme Sırasında Karşılaşılan Sorunlar

The brazability of tungsten karbür is relatively poor. This is due to its high carbon content, with uncleaned surfaces often containing free carbon, which hinders the wetting of the filler metal. Additionally, tungsten karbür tends to oxidize at brazing temperatures, forming an oxide layer that further affects the wetting characteristics of the filler metal. Therefore, pre-brazing surface cleaning is crucial for enhancing the wettability of the filler metal on tungsten karbür. When necessary, coatings such as copper or nickel can be applied before brazing to improve joint performance.

2. Lehimlemeden Önce Yüzey Hazırlığı

Lehimlemeden önce iş parçalarının yüzeyindeki kirleticileri iyice temizlemek önemlidiroksitler, gres, kir ve boya dahil. Uygun temizlik yapılmadan, erimiş dolgu metali bileşen yüzeyini yeterince ıslatamaz veya ek yeri boşluklarını dolduramaz. Bazı durumlarda, taban malzemesinin lehimlenebilirliğini artırmak ve lehimli ek yerinin korozyon direncini yükseltmek için parçaları belirli bir metal tabakasıyla önceden kaplamak da gerekebilir.

(1) Petrol Kirleticilerinin Giderilmesi

Yağ kirleticileri alkol, karbon tetraklorür, benzin, trikloroetilen, dikloroetan ve trikloroetan gibi organik çözücüler kullanılarak giderilebilir. Küçük parti üretimlerinde, bileşenler kapsamlı temizlik için organik çözücülere daldırılabilir. Büyük parti üretimlerinde, en yaygın yöntem buharla yağ gidermedir. Ek olarak, ısıtılmış alkali çözeltilerde de etkili yağ giderme elde edilebilir; örneğin, çelik parçaları 70–80°C'de 10% kostik soda çözeltisine daldırmak.

(2) Oksitlerin Giderilmesi

Lehimlemeden önce parçaların yüzeyindeki oksitler mekanik yöntemler, kimyasal aşındırma veya elektrokimyasal aşındırma kullanılarak ortadan kaldırılabilir. Mekanik yöntemler arasında oksit filmlerini çıkarmak için törpüler, tel fırçalar, zımpara kağıdı, taşlama tekerlekleri ve kum püskürtme yer alabilir. Törpüler ve zımpara kağıdı genellikle tek parça üretim için kullanılır, çünkü dolgu metalinin ıslatılması ve yayılması için avantajlı oluklar oluştururlar. Toplu üretim için zımparalar, tel fırçalar ve kum püskürtme yöntemleri daha etkilidir. Mekanik temizleme yöntemleri alüminyum alaşımları ve titanyum alaşımları için uygun değildir.

(3) Metal ile Kaplama Taban Malzemesi

Temel malzemenin yüzeyine metal kaplama uygulamak, öncelikle belirli malzemelerin lehimlenebilirliğini iyileştirmeyi ve dolgu metalinin ıslanabilirliğini artırmayı amaçlar. Bu işlem, çatlak oluşumu veya kırılgan intermetalik bileşiklerin gelişimi gibi birleştirme kalitesini düşürebilecek temel malzeme ile dolgu metali arasındaki olumsuz etkileşimleri de önleyebilir. Ayrıca montajı basitleştirmek ve üretkenliği artırmak için bir dolgu tabakası olarak da kullanılabilir.

3. Lehimleme Malzemeleri

(1) Dolgu Metalleri

Common filler metals include pure copper, copper-zinc alloys, and silver-copper alloys. Pure copper offers excellent wettability with various tungsten karbür materials but must be brazed in a hydrogen-reducing atmosphere to achieve optimal results. However, due to the high brazing temperature, the resulting thermal stress at joints can increase the likelihood of cracking. Traditional pure copper brazed joints have a shear strength of approximately 150 MPa, with fairly high ductility, but they are not suitable for high-temperature applications.

Copper-zinc fillers are the most widely used for brazing tungsten karbür and tool steels. To enhance the wetting capability and joint strength, alloying elements such as Mn, Ni, and Fe are often added. For example, in B-Cu58ZnMn, with a manganese content of approximately 4 wt%, the shear strength of the tungsten karbür brazed joint can reach 300–320 MPa at room temperature, maintaining 220–240 MPa at 320°C. Adding a small amount of cobalt to B-Cu58ZnMn can elevate the shear strength to 350 MPa while also providing higher impact toughness and fatigue resistance, significantly extending the service life of kesme aletleri ve kaya matkabı uçları.

Silver-copper fillers have a lower melting point, resulting in minimal thermal stress and a lower tendency for cracking during tungsten karbür brazing. To improve wettability and enhance joint strength and operating temperatures, alloying elements such as Mn and Ni are commonly incorporated. For example, B-Ag50CuZnCdNi fillers exhibit excellent wettability with tungsten karbür and provide desirable overall performance for brazed joints.

500°C'nin üzerindeki yüksek birleştirme mukavemeti talepleri olan uygulamalar için, B-Mn50NiCuCrCo ve B-Ni75CrSiB gibi manganez bazlı ve nikel bazlı dolgu maddeleri seçilebilir. Yüksek hızlı çelik lehimlenirken söndürme sıcaklıklarına uyan özel dolgu maddeleri gereklidir ve bunlar iki kategoriye ayrılır: genellikle yaklaşık 100 MPa'lık bir kesme mukavemeti sağlayan, ancak bu birleştirmeler çatlamaya eğilimli olan manganez demir ve boraks içeren manganez-demir bazlı dolgu maddeleri. Diğer kategori, çatlama eğilimlerini en aza indiren ve 300 MPa'ya kadar kesme mukavemeti sağlayan Ni, Fe, Mn ve Si içeren özel bakır alaşımlarını içerir.

(2) Akı ve Koruyucu Gazlar

The selection of flux should align with both the base material and the chosen filler metal. For brazing tool steels and tungsten karbür, the primary fluxes used are borax and boric acid, often supplemented with various fluorides (KF, NaF, CaF2, etc.). Copper-zinc fillers are typically paired with FB301, FB302, and FB105 fluxes, while silver-copper fillers may utilize FB101 to FB104 fluxes. When using specialty fillers for brazing high-speed steel, borax fluxes are predominantly employed.

To prevent oxidation of tool steel during the heating process and to eliminate post-brazing cleaning, gas shielded brazing can be employed. Protective gases can either be inert or reducing gases, with the requirement that the gas dew point be below -40°C. Tungsten karbür can be brazed under hydrogen protection, necessitating a hydrogen dew point below -59°C.

4. Lehimleme İşlemleri

Brazing carbon tool steels requires careful surface cleaning, and the mechanical surfaces need not be overly smooth, as this aids the wetting and spreading of the materials and the flux. The surface of tungsten karbür usually requires sandblasting or grinding with silicon carbide or diamond wheels to remove excessive carbon for better wetting by the filler metal. Carbide-titanium tungsten karbür presents challenges in wetting; therefore, applying a paste of copper or nickel oxide to their surface and heating in a reducing atmosphere promotes effective wettability.

Karbon takım çeliklerinin lehimlenmesi, söndürmeden önce veya bu işlemle aynı anda en iyi şekilde gerçekleştirilir. Lehimleme söndürmeden önce gerçekleşirse, dolgu metalinin solidus sıcaklığı, birleştirilmiş parçaların söndürme sıcaklıklarına yeniden ısıtıldığında yeterli mukavemeti korumasını sağlayarak söndürme sıcaklığı aralığını aşmalıdır. Lehimleme ve söndürme aynı anda yapıldığında, solidus sıcaklığı söndürme sıcaklığına yakın olan bir dolgu metali seçilmelidir.

Alaşımlı takım çeliklerinin bileşim aralığı geniştir ve optimum birleştirme performansını elde etmek için belirli çelik türüne göre özel dolgu metali ve ısıl işlem süreci seçimleri gerektirir.

Yüksek hızlı çelik için, söndürme sıcaklığı genellikle gümüş-bakır ve bakır-çinko dolgu maddelerinin erime sıcaklıklarını aşar ve bu da ön söndürmeyi gerektirir. Lehimleme, ikincil temperleme sırasında veya sonrasında yapılabilir. Lehimleme sonrası söndürme gerekiyorsa, yalnızca daha önce belirtilen özel dolgu maddeleri kullanılmalıdır. Yüksek hızlı çelik takımları lehimlerken, kok fırını kullanmak oldukça etkili olabilir; dolgu maddesi eridikten sonra, kesme aleti çıkarılmalı, fazla dolgu maddesi dışarı bastırılmalı, ardından yağ söndürme işlemine tabi tutulmalı ve ardından 550–570°C'de temperlenmelidir.

When brazing tungsten karbür blades to steel tool bodies, methods such as increasing the gap in the brazing seam and adding a plastic compensating shim should be employed, along with post-welding slow cooling to reduce thermal stresses and prevent crack formation, thereby extending the service life of the tungsten karbür cutting tool assembly.

5. Lehimleme Sonrası Temizlik

Akılardan kalan artıklar lehimli bağlantılar için aşındırıcı olabilir ve bağlantının incelenmesini engelleyebilir, bu nedenle iyice temizlenmelidir. Başlangıçta, iş parçalarındaki artık akılar sıcak su veya genel bir akı giderme karışımı ile durulanabilir, ardından oksit tabakasını taban malzemesinden çıkarmak için uygun asit temizleme solüsyonlarıyla işlem yapılabilir. Lehimli metalin korozyonunu önlemek için nitrik asit solüsyonlarının kullanımından kaçınmak kritik öneme sahiptir. Organik yumuşak akılardan kalan artıklar benzin, alkol veya aseton gibi çözücülerle temizlenebilirken, çinko oksit ve amonyum klorür gibi aşındırıcı artıklar 10% NaOH solüsyonunda temizlenmeli ve ardından sıcak veya soğuk suyla durulanmalıdır. Boraks ve borik asit akılarından kalan artıklar genellikle mekanik yöntemler veya suda uzun süre kaynatma kullanılarak çözülebilir.

6. Lehimleme Kalitesinin Denetlenmesi

Lehimli bağlantıların incelenmesi için yöntemler tahribatsız muayene ve tahribatlı muayene olarak ikiye ayrılabilir. Aşağıda tahribatsız muayene yöntemleri vurgulanmıştır:

• Görsel Muayene
• Boya Penetran ve Floresan Testi:Bu yöntemler öncelikle görsel muayene ile görülemeyen küçük çatlakların, gözeneklerin veya diğer kusurların tespit edilmesini sağlar.

This comprehensive analysis emphasizes the critical issues and solutions in tungsten karbür brazing, aiding in the understanding and enhancement of overall joint performance and quality.