Технология на спояване на металокерамични твърди сплави
Керметните твърди сплави се състоят от волфрамови, титанови, танталови и кобалтови карбиди. Твърдите сплави се произвеждат чрез пресоване от смес от фино смлени прахове от карбид и метал, последвано от синтероване в защитна атмосфера при температура 1400-1600 ° C. Съгласно GOST 3882 местната промишленост произвежда три вида металокерамични твърди сплави: волфрам, титан-волфрам и титан-тантал-волфрам.
Плочите от твърда сплав, приготвени чрез синтероване, се запояват към тялото на инструмента, изработено от въглеродна стомана. Коефициентът на линейно разширение на използваните стомани е 2-3 пъти по-голям от коефициента на линейно разширение на твърдата сплав.
Това обстоятелство изисква нагряването и охлаждането на твърдосплавния инструмент по време на запояване да става равномерно, в противен случай върху твърдосплавните плочи се образуват пукнатини.
Влиянието на разликата в коефициентите на линейно разширение на стоманата и твърдата сплав се намалява чрез използването на компенсаторни уплътнения, изработени от сплав на желязо и никел (45% Ni) и монтирани по време на запояване между двата свързвани материала.
Преди запояване плочите от твърда сплав се почистват с пясък и се шлайфат по референтните равнини с абразивни колела. Подготвените за запояване плочи не трябва да имат пукнатини, разслоения и чужди включвания.
В тялото на инструмента се фрезова жлеб според конфигурацията на плочата, където се монтира предварително обезмаслена и почистена плоча за запояване.
Жлебът за плочата трябва да е равен, без запушвания, стъпала и неравности. Плочата трябва да е добре прилепнала към основния ръб на жлеба и да не се люлее при натискане.
За да се предотврати падането на плочата от жлеба по време на запояване, те трябва първопоправя. Закрепването с тел е неудобно, тъй като винаги е запоено към тялото и изисква допълнителна обработка за отстраняването му.
В допълнение, жицата се нагрява по-бързо от твърдата сплав, което води до образуване на пукнатини в местата, където плочите се допират до жицата; Следователно този метод на закрепване се използва много рядко. Фиксиращите вложки с щамповане и клинове понякога счупват крехките карбидни вложки.
Най-приемливият начин е да се фиксират плочите с помощта на компенсиращи уплътнения с различна дебелина и технологична стена. При контактно запояване или при запояване чрез нагряване t. часа се използват различни приспособления за закрепване и притискане на плочата от твърда сплав към държача.
Металокерамичните твърди сплави могат да бъдат запоени чрез електросъпротивителни методи, чрез нагряване t. часа, в пещи с редуцираща среда и потапяне в разтопен припой.
Запояването на инструмент с електрическо съпротивление се състои в поставяне на подготвена за запояване пластина в тялото на инструмента, която се захваща между контактите на заваръчния апарат.
Преди да включите тока, плочата се поръсва с флюсов прах, отгоре се поставя спойка, която също е покрита с флюс. За да се предотврати прегряване, токът се включва периодично по време на процеса на нагряване.
По време на топенето на флюса се уверете, че той е в достатъчно количество и намокря повърхностите за съединяване, в противен случай се добавя флюс. В момента, в който спойката започне да се топи, токът се изключва и спойката се оставя да се разпространи върху плочата и да запълни шева.
Плочата се притиска към държача до температура от 800°C, след което налягането се отстранява, докато потокът от спойка спре и продължава да се притиска, докато спойката напълно кристализира.
При запояване с нагряване, t.ч. От голямо значение е правилният избор на формата и размерите на индуктора. Последователност на запояване: в жлеба на държача се вкарва малко количество флюс, поставя се компенсационно уплътнение, покрито със същия флюс и след това се полага плочата.
Върху плочата в зоната на свързване с дежавката се поставя спойка, която също е покрита с флюс. Така сглобеният инструмент се поставя в индуктора.
Токът се включва периодично. Скоростта на нагряване за по-добро омокряне на припоя и намаляване на окисляването на пластините и прегряването на стоманата на държача трябва да бъде строго определена и е 30°C/s за инструмент със сечение до 150 mm2 и 60°C/s за инструмент със сечение до 1000 mm2.
При запояване на твърдосплавен инструмент важно условие за получаване на качествена фуга е осигуряването на равномерно нагряване. За тази цел инструментът се поставя в индуктора, така че първо се нагрява тялото на инструмента и поради топлопроводимостта се нагрява плочата от твърда сплав.
След загряване, за изравняване на температурата, инструментът се премества и точката на запояване се нагрява. По време на запояване позицията на керамичната плоча в жлеба се коригира (ако няма затягащо устройство) с порцеланова или азбестова пръчка.
Керамичните инструменти се охлаждат в пещ или на тих въздух, за което се поставят върху тухлени, азбестови, керамични и други опори. При охлаждане в пещ инструментът се темперира при температура 200-250 ° C в продължение на 6 часа.
В резултат на нагряване на продукта по време на запояване, твърдостта на тялото на инструмента намалява и следователно се нуждае от допълнителна термична обработка. Ако е необходимо втвърдяване, то се извършва веднага след запояване. За да се предотврати появата на пукнатини по плочите, те се закаляват в среда с температура 260-320°C.
Запояването на керамично-метални инструменти може да се извърши в пещ с редуцираща атмосфера, докато волфрамовите плочи се запояват върху стомана 45 без поток, а плочите от титанов карбид изискват използването на високоактивни потоци, независимо към коя стомана са запоени.
Трудността на запояването във фурна се свежда главно до закрепването на плочата към тялото на инструмента. Най-рационалният начин за закрепване с този метод на запояване е да се завърже главата на инструмента с азбестов шнур с предварително поставяне на компенсираща подложка, спойка и флюс.
Запояването на металокерамичен инструмент чрез потапяне в разтопен припой обикновено се използва за комбиниране на запояване с термична обработка на тялото.
Процесът на запояване и закаляване се състои от три основни операции: предварително загряване в солена баня до температура 800-850°C, запояване чрез потапяне в разтопен припой и закаляване на инструмента.Предварителното загряване се извършва във вана със следния състав (%):
Бариев хлорид 70, натриев хлорид 30.
Средата за закаляване на сплави от степени VK8 и T15K6 е смес от соли със състав (%):
Поташ 70, сода каустик 30
Температурата на банята е съответно 260-280 и 380-400°C. За сплавта T15K6 след основното втвърдяване е необходимо допълнително втвърдяване в селитра, нагрята до 180–200 ° C.
При запояване чрез потапяне е необходимо внимателно закрепване на металокерамичната плоча и обработка на инструмента, сглобен за запояване, във врящ наситен воден разтвор на боракс (за волфрамови плочи) или в разтвор с 35% калиев флуорид (за плочи от титанов карбид).
Като се има предвид рязката разлика в коефициентите на топлинно разширение на свързваните материали, запояването на инструменти от твърди сплави не може да се извършва при високи температури.
Най-добрият резултат, т.е.Най-голямата издръжливост на инструмента се постига при запояване със сребърни припои, легирани с никел или манган за устойчивост на топлина, но поради недостига рядко се използват сребърни припои.
Най-разпространени са медно-цинковите припои от типа месинг L63, легирани за повишаване на топлоустойчивостта с малки добавки на никел, манган или алуминий, които осигуряват висококачествени връзки. Като флюс обикновено се използва боракс или боракс с добавка на фероманган, калиев флуорид или борна киселина.