Tungsten Karbür Kaynaklama İçeriği

1. Tungsten Karbür Lehimleme Sırasında Karşılaşılan Sorunlar

Tungsten karbürün lehimlenebilirliği nispeten zayıftır. Bunun nedeni, yüksek karbon içeriğidir ve temizlenmemiş yüzeyler genellikle dolgu metalinin ıslanmasını engelleyen serbest karbon içerir. Ek olarak, tungsten karbür lehimleme sıcaklıklarında oksitlenmeye eğilimlidir ve dolgu metalinin ıslanma özelliklerini daha da etkileyen bir oksit tabakası oluşturur. Bu nedenle, lehimleme öncesi yüzey temizliği, dolgu metalinin tungsten karbür üzerindeki ıslanabilirliğini artırmak için çok önemlidir. Gerektiğinde, birleştirme performansını iyileştirmek için lehimlemeden önce bakır veya nikel gibi kaplamalar uygulanabilir.

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

Yaygın dolgu metalleri arasında saf bakır, bakır-çinko alaşımları ve gümüş-bakır alaşımları bulunur. Saf bakır, çeşitli tungsten karbür malzemelerle mükemmel ıslanabilirlik sunar ancak optimum sonuçlar elde etmek için hidrojen azaltıcı bir atmosferde lehimlenmelidir. Ancak, yüksek lehimleme sıcaklığı nedeniyle, birleşim yerlerinde oluşan termal stres çatlama olasılığını artırabilir. Geleneksel saf bakır lehimli birleşimler, oldukça yüksek süneklikle yaklaşık 150 MPa'lık bir kesme dayanımına sahiptir ancak yüksek sıcaklık uygulamaları için uygun değildir.

Bakır-çinko dolgular, tungsten karbür ve takım çeliklerinin lehimlenmesinde en yaygın kullanılanlardır. Islatma kabiliyetini ve birleştirme mukavemetini artırmak için genellikle Mn, Ni ve Fe gibi alaşım elementleri eklenir. Örneğin, yaklaşık %4 wt% manganez içeriğine sahip B-Cu58ZnMn'de, tungsten karbür lehimli birleştirmenin kesme mukavemeti oda sıcaklığında 300–320 MPa'ya ulaşabilir ve 320°C'de 220–240 MPa'yı koruyabilir. B-Cu58ZnMn'ye az miktarda kobalt eklemek, kesme mukavemetini 350 MPa'ya yükseltebilirken aynı zamanda daha yüksek darbe tokluğu ve yorulma direnci sağlayarak hizmet ömrünü önemli ölçüde uzatabilir. kesme aletleri ve kaya matkabı uçları.

Gümüş-bakır dolgu maddeleri daha düşük bir erime noktasına sahiptir, bu da minimum termal stres ve tungsten karbür lehimleme sırasında daha düşük çatlama eğilimi ile sonuçlanır. Islanabilirliği iyileştirmek ve birleştirme mukavemetini ve çalışma sıcaklıklarını geliştirmek için, Mn ve Ni gibi alaşım elementleri yaygın olarak dahil edilir. Örneğin, B-Ag50CuZnCdNi dolgu maddeleri tungsten karbür ile mükemmel ıslanabilirlik gösterir ve lehimli birleştirmeler için istenen genel performansı sağlar.

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

Akı seçimi hem taban malzemesi hem de seçilen dolgu metaliyle uyumlu olmalıdır. Takım çelikleri ve tungsten karbür lehimleme için kullanılan birincil akılar boraks ve borik asittir ve genellikle çeşitli florürlerle (KF, NaF, CaF2, vb.) desteklenir. Bakır-çinko dolgular genellikle FB301, FB302 ve FB105 akılarıyla eşleştirilirken, gümüş-bakır dolgular FB101 ila FB104 akılarını kullanabilir. Yüksek hızlı çeliği lehimlemek için özel dolgular kullanıldığında, boraks akıları baskın olarak kullanılır.

Isıtma işlemi sırasında takım çeliğinin oksidasyonunu önlemek ve lehimleme sonrası temizliği ortadan kaldırmak için gaz korumalı lehimleme kullanılabilir. Koruyucu gazlar, gaz çiğlenme noktasının -40°C'nin altında olması gerekliliğiyle, inert veya indirgeyici gazlar olabilir. Tungsten karbür, hidrojen koruması altında lehimlenebilir ve bu da -59°C'nin altında bir hidrojen çiğlenme noktası gerektirir.

4. Lehimleme İşlemleri

Karbon takım çeliklerinin lehimlenmesi dikkatli yüzey temizliği gerektirir ve mekanik yüzeylerin aşırı pürüzsüz olması gerekmez, çünkü bu malzemelerin ve akının ıslanmasına ve yayılmasına yardımcı olur. Tungsten karbürün yüzeyi genellikle dolgu metali tarafından daha iyi ıslatılması için aşırı karbonu gidermek amacıyla kum püskürtme veya silisyum karbür veya elmas disklerle taşlama gerektirir. Karbür-titanyum tungsten karbür ıslatmada zorluklar sunar; bu nedenle, yüzeylerine bakır veya nikel oksit macunu uygulamak ve indirgeyici bir atmosferde ısıtmak etkili ıslatılabilirliği destekler.

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.

Tungsten karbür bıçakların çelik takım gövdelerine lehimlenmesi sırasında, lehim dikişindeki boşluğu artırmak ve plastik telafi edici bir takoz eklemek gibi yöntemler kullanılmalı, ayrıca termal gerilimleri azaltmak ve çatlak oluşumunu önlemek için kaynak sonrası yavaş soğutma yapılmalı ve böylece tungsten karbür kesici takım tertibatının kullanım ömrü uzatılmalıdır.

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.

Bu kapsamlı analiz, tungsten karbür lehimlemedeki kritik sorunları ve çözümleri vurgulayarak, genel birleştirme performansının ve kalitesinin anlaşılmasına ve iyileştirilmesine yardımcı olur.