(1) Karakteristike lemljenja Problemi uključeni u polikristalno lemljenje grafita i dijamanata su vrlo slični onima koji se susreću kod lemljenja keramike.U poređenju sa metalom, lem je teško navlažiti grafit i dijamantski polikristalni materijal, a njegov koeficijent termičkog širenja se veoma razlikuje od koeficijenta opštih konstrukcijskih materijala.Oba se zagrevaju direktno na vazduhu, a oksidacija ili karbonizacija će se desiti kada temperatura pređe 400 ℃.Stoga će se usvojiti vakuumsko lemljenje, a stepen vakuuma ne smije biti manji od 10-1pa.Budući da čvrstoća oba nije visoka, ako dođe do termičkog naprezanja tokom lemljenja, može doći do pukotina.Pokušajte odabrati dodatni metal za lemljenje s niskim koeficijentom toplinske ekspanzije i strogo kontrolirajte brzinu hlađenja.Budući da površinu takvih materijala nije lako navlažiti običnim metalima za punjenje lemljenjem, sloj od 2,5 ~ 12,5 um debljine W, Mo i drugih elemenata može se nanijeti na površinu grafitnih i dijamantskih polikristalnih materijala modifikacijom površine (vakuumski premaz , ionsko raspršivanje, plazma raspršivanje i druge metode) prije lemljenja i sa njima formiraju odgovarajuće karbide ili se mogu koristiti dodatni metali za lemljenje visoke aktivnosti.
Grafit i dijamant imaju mnogo vrsta, koje se razlikuju po veličini čestica, gustoći, čistoći i drugim aspektima, i imaju različite karakteristike lemljenja.Osim toga, ako temperatura polikristalnih dijamantskih materijala prelazi 1000 ℃, polikristalni omjer trošenja počinje opadati, a omjer trošenja se smanjuje za više od 50% kada temperatura prijeđe 1200 ℃.Stoga, kod vakuumskog lemljenja dijamanta, temperatura lemljenja mora biti kontrolirana ispod 1200 ℃, a stupanj vakuuma ne smije biti manji od 5 × 10-2Pa.
(2) Izbor dodatnog metala za lemljenje uglavnom se zasniva na upotrebi i obradi površine.Kada se koristi kao materijal otporan na toplinu, potrebno je odabrati dodatni metal za lemljenje s visokom temperaturom lemljenja i dobrom otpornošću na toplinu;Za materijale otporne na kemijsku koroziju odabiru se dodatni metali za lemljenje s niskom temperaturom lemljenja i dobrom otpornošću na koroziju.Za grafit nakon površinske metalizacije može se koristiti čisti bakarni lem visoke duktilnosti i dobre otpornosti na koroziju.Aktivni lem na bazi srebra i bakra imaju dobru kvašenje i fluidnost prema grafitu i dijamantu, ali je radna temperatura lemljenih spojeva teško premašiti 400 ℃.Za grafitne komponente i dijamantske alate koji se koriste između 400 ℃ i 800 ℃, obično se koriste metali na bazi zlata, na bazi paladija, na bazi mangana ili titanijumu.Za spojeve koji se koriste između 800 ℃ i 1000 ℃, koriste se dodatni metali na bazi nikla ili bušotine.Kada se grafitne komponente koriste iznad 1000 ℃, mogu se koristiti puni metali od čistog metala (Ni, PD, Ti) ili metali punila od legura koji sadrže molibden, Mo, Ta i druge elemente koji mogu formirati karbide s ugljikom.
Za grafit ili dijamant bez površinske obrade, aktivni dodatni metali u tabeli 16 mogu se koristiti za direktno lemljenje.Većina ovih punila su binarne ili ternarne legure na bazi titana.Čisti titanijum snažno reaguje sa grafitom, koji može da formira veoma debeo karbidni sloj, a njegov koeficijent linearnog širenja se dosta razlikuje od koeficijenta grafita koji lako stvara pukotine, pa se ne može koristiti kao lem.Dodavanje Cr i Ni Ti može smanjiti tačku topljenja i poboljšati vlaženje keramike.Ti je ternarna legura, uglavnom sastavljena od Ti Zr, sa dodatkom TA, Nb i drugih elemenata.Ima nizak koeficijent linearne ekspanzije, što može smanjiti napon lemljenja.Trostruka legura uglavnom sastavljena od Ti Cu pogodna je za lemljenje grafita i čelika, a spoj ima visoku otpornost na koroziju.
Tabela 16 Dodatni metali za lemljenje za direktno lemljenje grafita i dijamanta
(3) Proces lemljenja Metode lemljenja grafita mogu se podijeliti u dvije kategorije, jedna je lemljenje nakon površinske metalizacije, a druga je lemljenje bez površinske obrade.Bez obzira na to koja metoda se koristi, zavar se mora prethodno obraditi prije montaže, a površinske nečistoće grafitnih materijala obrisati alkoholom ili acetonom.U slučaju površinskog metalizirajućeg lemljenja, sloj Ni, Cu ili sloj Ti, Zr ili molibden disilicida se nanosi na površinu grafita raspršivanjem plazme, a zatim se za lemljenje koristi dodatni metal na bazi bakra ili dodatni metal na bazi srebra. .Direktno lemljenje aktivnim lemom je trenutno najčešće korištena metoda.Temperatura lemljenja se može odabrati prema lemu datom u tabeli 16. Lem se može stegnuti u sredini lemljenog spoja ili blizu jednog kraja.Prilikom lemljenja metalom s velikim koeficijentom toplinskog širenja, Mo ili Ti određene debljine mogu se koristiti kao međusloj tampon.Prijelazni sloj može proizvesti plastičnu deformaciju tijekom zagrijavanja lemljenja, apsorbirati toplinsko naprezanje i izbjeći pucanje grafita.Na primjer, Mo se koristi kao prijelazni spoj za vakuumsko lemljenje komponenti grafita i hastelloina.Koristi se lem B-pd60ni35cr5 sa dobrom otpornošću na koroziju rastaljene soli i radijaciju.Temperatura lemljenja je 1260 ℃, a temperatura se održava 10 min.
Prirodni dijamant se može direktno lemiti sa b-ag68.8cu16.7ti4.5, b-ag66cu26ti8 i drugim aktivnim lemovima.Lemljenje se izvodi pod vakuumom ili niskom argonom zaštitom.Temperatura lemljenja ne bi trebalo da prelazi 850 ℃ i treba izabrati bržu brzinu zagrevanja.Vrijeme držanja na temperaturi lemljenja ne bi trebalo biti predugo (obično oko 10s) kako bi se izbjeglo formiranje kontinuiranog tik sloja na sučelju.Prilikom lemljenja dijamanta i legiranog čelika, plastični međusloj ili sloj legure niske ekspanzije treba dodati za prijelaz kako bi se spriječilo oštećenje dijamantskih zrna uzrokovano prekomjernim toplinskim naprezanjem.Alat za struganje ili alat za bušenje za ultra preciznu obradu proizvodi se postupkom lemljenja, koji lemi 20 ~ 100 mg malih čestica dijamanta na čelično tijelo, a čvrstoća spoja spoja za lemljenje doseže 200 ~ 250 mpa
Polikristalni dijamant može se lemiti plamenom, visokom frekvencijom ili vakuumom.Visokofrekventno lemljenje ili lemljenje plamenom će se usvojiti za dijamantsko sečivo kružne testere za rezanje metala ili kamena.Odabrat će se Ag Cu Ti aktivni dodatni metal za lemljenje s niskom tačkom topljenja.Temperatura lemljenja treba da se kontroliše ispod 850 ℃, vreme zagrevanja ne sme biti predugo, a treba usvojiti sporu brzinu hlađenja.Polikristalna dijamantska svrdla koja se koriste u naftnom i geološkom bušenju imaju loše radne uslove i podnose ogromna udarna opterećenja.Može se odabrati dodatni metal za lemljenje na bazi nikla i čista bakarna folija se može koristiti kao međusloj za vakuumsko lemljenje.Na primjer, 350 ~ 400 kapsula F 4,5 ~ 4,5 mm stupasti polikristalni dijamant je lemljen u perforacije od 35CrMo ili 40CrNiMo čelika kako bi se formirali rezni zubi.Prihvaćeno je vakuumsko lemljenje, a stepen vakuuma nije manji od 5 × 10-2Pa, temperatura lemljenja je 1020 ± 5 ℃, vrijeme držanja je 20 ± 2 min, a čvrstoća na smicanje spoja za lemljenje je veća od 200 mpa
Tokom lemljenja, sopstvena težina zavara treba da se koristi za montažu i pozicioniranje što je više moguće kako bi metalni deo pritisnuo grafit ili polikristalni materijal na gornjem delu.Kada se učvršćenje koristi za pozicioniranje, materijal učvršćenja mora biti materijal sa koeficijentom toplinskog širenja sličnim koeficijentu zavarenog spoja.
Vrijeme objave: Jun-13-2022