(1) Kenmerken van hardsolderen De problemen die optreden bij polykristallijn hardsolderen van grafiet en diamant lijken sterk op die bij keramisch hardsolderen.Vergeleken met metaal is soldeer moeilijk te bevochtigen grafiet en diamant polykristallijne materialen, en de thermische uitzettingscoëfficiënt verschilt sterk van die van algemene structurele materialen.De twee worden direct in de lucht verwarmd en oxidatie of carbonisatie zal optreden wanneer de temperatuur hoger is dan 400 ℃.Daarom moet vacuümsolderen worden aangenomen en mag de vacuümgraad niet minder zijn dan 10-1pa.Omdat de sterkte van beide niet hoog is, kunnen er scheuren ontstaan als er thermische spanning is tijdens het solderen.Probeer soldeervulmetaal te selecteren met een lage thermische uitzettingscoëfficiënt en controleer de koelsnelheid strikt.Aangezien het oppervlak van dergelijke materialen niet gemakkelijk kan worden bevochtigd door gewone soldeervulmetalen, kan een laag van 2,5 ~ 12,5um dikke W, Mo en andere elementen worden afgezet op het oppervlak van grafiet- en diamantpolykristallijne materialen door oppervlaktemodificatie (vacuümcoating ionensputteren, plasmaspuiten en andere methoden) voor het solderen en het vormen van overeenkomstige carbiden ermee, of soldeervulmetalen met hoge activiteit kunnen worden gebruikt.
Grafiet en diamant hebben veel kwaliteiten, die verschillen in deeltjesgrootte, dichtheid, zuiverheid en andere aspecten, en hebben verschillende soldeereigenschappen.Bovendien, als de temperatuur van polykristallijne diamantmaterialen hoger is dan 1000 , begint de polykristallijne slijtageverhouding af te nemen en neemt de slijtageverhouding met meer dan 50% af wanneer de temperatuur 1200 overschrijdt.Daarom moet bij het vacuümsolderen van diamant de soldeertemperatuur onder 1200 ℃ worden gehouden en mag de vacuümgraad niet minder zijn dan 5 × 10-2Pa.
(2) De keuze van soldeervulmetaal is voornamelijk gebaseerd op het gebruik en de oppervlakteverwerking.Bij gebruik als hittebestendig materiaal moet het soldeervulmetaal met hoge soldeertemperatuur en goede hittebestendigheid worden gekozen;Voor chemische corrosiebestendige materialen wordt gekozen voor soldeervulmetalen met een lage soldeertemperatuur en een goede corrosieweerstand.Voor het grafiet na oppervlaktemetallisatiebehandeling kan puur kopersoldeer met hoge ductiliteit en goede corrosieweerstand worden gebruikt.Op zilver gebaseerde en op koper gebaseerde actieve soldeer hebben een goede bevochtigbaarheid en vloeibaarheid voor grafiet en diamant, maar de gebruikstemperatuur van de gesoldeerde verbinding is moeilijk om 400 ℃ te overschrijden.Voor grafietcomponenten en diamantgereedschappen die tussen 400 en 800 worden gebruikt, worden gewoonlijk vulmetalen op goudbasis, palladiumbasis, mangaanbasis of titaniumbasis gebruikt.Voor verbindingen tussen 800 en 1000 ℃ moeten op nikkel gebaseerde of op boor gebaseerde toevoegmetalen worden gebruikt.Wanneer grafietcomponenten worden gebruikt boven 1000 ℃, kunnen zuivere metalen vulmetalen (Ni, PD, Ti) of gelegeerde vulmetalen die molybdeen, Mo, Ta en andere elementen bevatten die carbiden kunnen vormen met koolstof worden gebruikt.
Voor grafiet of diamant zonder oppervlaktebehandeling kunnen de actieve vulmetalen in tabel 16 worden gebruikt voor direct solderen.De meeste van deze vulmetalen zijn op titanium gebaseerde binaire of ternaire legeringen.Zuiver titanium reageert sterk met grafiet, dat een zeer dikke carbidelaag kan vormen, en de lineaire uitzettingscoëfficiënt is heel anders dan die van grafiet, dat gemakkelijk scheuren produceert, dus het kan niet als soldeer worden gebruikt.De toevoeging van Cr en Ni aan Ti kan het smeltpunt verlagen en de bevochtigbaarheid met keramiek verbeteren.Ti is een ternaire legering, voornamelijk samengesteld uit Ti Zr, met toevoeging van TA, Nb en andere elementen.Het heeft een lage lineaire uitzettingscoëfficiënt, die de soldeerspanning kan verminderen.De ternaire legering die voornamelijk uit Ti Cu bestaat, is geschikt voor het solderen van grafiet en staal en de verbinding heeft een hoge corrosieweerstand.
Tabel 16 solderen van vulmetalen voor direct solderen van grafiet en diamant
(3) Soldeerproces de soldeermethoden van grafiet kunnen worden onderverdeeld in twee categorieën, de ene is solderen na metallisatie van het oppervlak en de andere is solderen zonder oppervlaktebehandeling.Welke methode ook wordt gebruikt, het laswerk moet vóór de montage worden voorbehandeld en de oppervlakteverontreinigingen van grafietmaterialen moeten worden schoongeveegd met alcohol of aceton.In het geval van metallisatie aan het oppervlak, wordt een laag Ni, Cu of een laag Ti, Zr of molybdeendisilicide op het grafietoppervlak geplateerd door plasmaspuiten, en vervolgens wordt op koper gebaseerd vulmetaal of op zilver gebaseerd vulmetaal gebruikt voor het solderen .Direct solderen met actief soldeer is momenteel de meest gebruikte methode.De soldeertemperatuur kan worden gekozen volgens het soldeer in tabel 16. Het soldeer kan in het midden van de soldeerverbinding of in de buurt van een uiteinde worden geklemd.Bij hardsolderen met een metaal met een grote thermische uitzettingscoëfficiënt kan Mo of Ti met een bepaalde dikte als tussenlaag worden gebruikt.De overgangslaag kan plastische vervorming veroorzaken tijdens soldeerverwarming, thermische spanning absorberen en grafietscheuren voorkomen.Mo wordt bijvoorbeeld gebruikt als overgangsverbinding voor vacuümsolderen van grafiet- en hastelloyncomponenten.B-pd60ni35cr5 soldeer met goede weerstand tegen gesmolten zout corrosie en straling wordt gebruikt.De soldeertemperatuur is 1260 en de temperatuur wordt 10 minuten gehouden.
Natuurlijke diamant kan direct worden gesoldeerd met b-ag68.8cu16.7ti4.5, b-ag66cu26ti8 en ander actief soldeer.Het solderen moet worden uitgevoerd onder vacuüm of bescherming met een laag argongehalte.De soldeertemperatuur mag de 850 niet overschrijden en er moet een snellere verwarmingssnelheid worden gekozen.De houdtijd bij de soldeertemperatuur mag niet te lang zijn (in het algemeen ongeveer 10 s) om de vorming van een continue ticlaag op het grensvlak te voorkomen.Bij het hardsolderen van diamant en gelegeerd staal moet een plastic tussenlaag of een laag uitzettingslegering worden toegevoegd voor de overgang om schade aan diamantkorrels veroorzaakt door overmatige thermische spanning te voorkomen.Het draaigereedschap of boorgereedschap voor ultraprecieze bewerking wordt vervaardigd door een soldeerproces, waarbij 20 ~ 100 mg kleine deeltjesdiamant op het stalen lichaam wordt gesoldeerd, en de gezamenlijke sterkte van de soldeerverbinding bereikt 200 ~ 250mpa
Polykristallijne diamant kan worden gesoldeerd door vlam, hoge frequentie of vacuüm.Hardsolderen met hoge frequentie of vlamsolderen wordt gebruikt voor het snijden van metaal of steen met diamantcirkelzaagbladen.Er moet Ag Cu Ti actief hardsoldeermetaal met een laag smeltpunt worden gekozen.De soldeertemperatuur moet onder 850 ℃ worden geregeld, de verwarmingstijd mag niet te lang zijn en er moet een langzame koelsnelheid worden toegepast.Polykristallijne diamantbits die worden gebruikt bij aardolie- en geologische boringen, hebben slechte werkomstandigheden en hebben enorme impactbelastingen.Op nikkel gebaseerd soldeervulmetaal kan worden geselecteerd en pure koperfolie kan worden gebruikt als tussenlaag voor vacuümsolderen.Zo worden 350 ~ 400 capsules Ф 4,5 ~ 4,5 mm kolomvormige polykristallijne diamant gesoldeerd in de perforaties van 35CrMo of 40CrNiMo staal om snijtanden te vormen.Vacuümsolderen wordt toegepast en de vacuümgraad is niet minder dan 5 × 10-2 Pa, de soldeertemperatuur is 1020 ± 5 ℃, de houdtijd is 20 ± 2 minuten en de afschuifsterkte van de soldeerverbinding is groter dan 200 mpa
Tijdens het solderen moet het eigen gewicht van het laswerk zoveel mogelijk worden gebruikt voor montage en positionering om het metalen deel het grafiet of polykristallijne materiaal aan het bovenste deel te laten persen.Bij gebruik van de bevestiging voor positionering, moet het bevestigingsmateriaal het materiaal zijn met een thermische uitzettingscoëfficiënt die vergelijkbaar is met die van de lasverbinding.
Posttijd: 13 juni-2022