1. Soldeermateriaal
(1) Bij het solderen van gereedschapsstaal en hardmetaal worden meestal zuiver koper, koper-zink en zilver-koper soldeerlegeringen gebruikt. Zuiver koper heeft een goede bevochtigbaarheid met alle soorten hardmetaal, maar het beste resultaat wordt bereikt door te solderen in een reducerende waterstofatmosfeer. Tegelijkertijd is de spanning in de verbinding groot vanwege de hoge soldeertemperatuur, wat leidt tot een verhoogde neiging tot scheurvorming. De afschuifsterkte van de verbinding gesoldeerd met zuiver koper bedraagt ongeveer 150 MPa en de plasticiteit van de verbinding is ook hoog, maar het is niet geschikt voor werkzaamheden bij hoge temperaturen.
Koperzink-vulmetaal is het meest gebruikte vulmetaal voor het solderen van gereedschapsstaal en hardmetaal. Om de bevochtigbaarheid van het soldeer en de sterkte van de verbinding te verbeteren, worden vaak Mn, Ni, Fe en andere legeringselementen aan het soldeer toegevoegd. Zo wordt bijvoorbeeld 4% w (Mn) toegevoegd aan b-cu58znmn om de afschuifsterkte van hardmetaal-gesoldeerde verbindingen bij kamertemperatuur op 300-320 MPa te brengen; bij 320 °C blijft deze nog steeds 220-240 MPa. Door een kleine hoeveelheid CO toe te voegen aan b-cu58znmn kan de afschuifsterkte van de gesoldeerde verbinding oplopen tot 350 MPa. Dit resulteert in een hoge slagvastheid en vermoeiingssterkte, waardoor de levensduur van snijgereedschap en boorgereedschap aanzienlijk wordt verlengd.
Het lagere smeltpunt van zilverkoper soldeermetaal en de kleinere thermische spanning in de soldeerverbinding zijn gunstig om de neiging tot scheurvorming in hardmetaal tijdens het solderen te verminderen. Om de bevochtigbaarheid van het soldeer te verbeteren en de sterkte en werktemperatuur van de verbinding te verhogen, worden vaak Mn, Ni en andere legeringselementen aan het soldeer toegevoegd. Zo heeft bijvoorbeeld B-AG50Cuzncdni-soldeer een uitstekende bevochtigbaarheid met hardmetaal, waardoor de soldeerverbinding goede algehele eigenschappen heeft.
Naast de drie bovengenoemde soorten soldeerlegeringen kunnen op mangaan- en nikkelbasis gebaseerde soldeerlegeringen, zoals B-MN50NiCUCRCO en B-Ni75CRSIB, worden gekozen voor hardmetaalbewerking boven 500 °C waarbij een hoge verbindingssterkte vereist is. Voor het solderen van snelstaal moet een speciale soldeerlegering worden gekozen waarvan de soldeertemperatuur overeenkomt met de afkoeltemperatuur. Deze soldeerlegeringen zijn onderverdeeld in twee categorieën: de eerste is een ferromangaanlegering, die hoofdzakelijk bestaat uit ferromangaan en borax. De afschuifsterkte van de gesoldeerde verbinding is over het algemeen ongeveer 100 MPa, maar de verbinding is gevoelig voor scheuren. De tweede categorie bestaat uit een speciale koperlegering die Ni, Fe, Mn en Si bevat. Deze legering is minder gevoelig voor scheuren in de gesoldeerde verbindingen en de afschuifsterkte kan oplopen tot 300 MPa.
(2) De keuze van het soldeerfluxmiddel en het beschermgas voor het solderen moet overeenkomen met het basismetaal en het vulmetaal dat gelast moet worden. Bij het solderen van gereedschapsstaal en hardmetaal wordt hoofdzakelijk borax en boorzuur als soldeerfluxmiddel gebruikt, waaraan soms fluoriden (KF, NaF, CaF2, enz.) worden toegevoegd. Voor koper-zinksoldeer worden de fluxmiddelen Fb301, Fb302 en Fb105 gebruikt, en voor zilver-kopersoldeer worden de fluxmiddelen Fb101 tot en met Fb104 gebruikt. Boraxflux wordt voornamelijk gebruikt wanneer speciaal soldeervulmetaal wordt gebruikt voor het solderen van snelstaal.
Om oxidatie van gereedschapsstaal tijdens het verhitten bij het solderen te voorkomen en om reiniging na het solderen te vermijden, kan gasbeschermd solderen worden gebruikt. Het beschermgas kan een inert gas of een reducerend gas zijn, waarbij het dauwpunt lager moet zijn dan -40 ℃. Hardmetaal kan worden gesoldeerd onder bescherming van waterstof, waarbij het vereiste dauwpunt van waterstof lager moet zijn dan -59 ℃.
2. Soldeertechnologie
Het gereedschapsstaal moet vóór het solderen worden gereinigd en het bewerkte oppervlak hoeft niet te glad te zijn om de bevochtiging en verspreiding van materialen en soldeervloeistof te vergemakkelijken. Het oppervlak van hardmetaal moet vóór het solderen worden gezandstraald of gepolijst met een siliciumcarbide- of diamantslijpschijf om overtollig koolstof van het oppervlak te verwijderen, zodat het tijdens het solderen goed bevochtigd wordt door het soldeermateriaal. Hardmetaal dat titaniumcarbide bevat, is moeilijk te bevochtigen. Koperoxide- of nikkeloxidepasta wordt op een nieuwe manier op het oppervlak aangebracht en in een reducerende atmosfeer gebakken om de overgang van koper of nikkel naar het oppervlak te bewerkstelligen, waardoor de bevochtigbaarheid van het sterke soldeer wordt verbeterd.
Het solderen van koolstofgereedschapsstaal dient bij voorkeur vóór of gelijktijdig met het afkoelingsproces plaats te vinden. Indien het solderen vóór het afkoelingsproces wordt uitgevoerd, dient de solidustemperatuur van het gebruikte vulmetaal hoger te liggen dan het afkoelingstemperatuurbereik, zodat de lasverbinding na het opnieuw verhitten tot de afkoelingstemperatuur nog steeds voldoende sterkte heeft zonder te bezwijken. Bij een combinatie van solderen en afkoeling dient een vulmetaal te worden gekozen met een solidustemperatuur die dicht bij de afkoelingstemperatuur ligt.
Gelegeerd gereedschapsstaal kent een breed scala aan componenten. Om een goede verbinding te verkrijgen, moeten het juiste soldeermateriaal, het warmtebehandelingsproces en de technologie voor de combinatie van solderen en warmtebehandeling worden bepaald op basis van het specifieke staaltype.
De afkoeltemperatuur van snelstaal is over het algemeen hoger dan de smelttemperatuur van zilverkoper- en koper-zinksoldeer. Daarom is het noodzakelijk om vóór het solderen af te koelen en tijdens of na het nabewerken te solderen. Als na het solderen afkoeling nodig is, kan alleen het bovengenoemde speciale soldeermetaal worden gebruikt. Bij het solderen van snijgereedschappen van snelstaal is het raadzaam een cokesoven te gebruiken. Zodra het soldeermetaal gesmolten is, moet het snijgereedschap eruit worden gehaald en onmiddellijk onder druk worden gezet om het overtollige soldeermetaal eruit te persen. Vervolgens moet het gereedschap in olie worden afgekoeld en daarna worden getemperd bij 550-570 °C.
Bij het solderen van het hardmetalen blad met de stalen gereedschapsstaaf moet de soldeeropening vergroot worden en een kunststof compensatiepakking in de soldeeropening aangebracht worden. Langzame afkoeling na het solderen is noodzakelijk om de soldeerspanning te verminderen, scheuren te voorkomen en de levensduur van de hardmetalen gereedschapsassemblage te verlengen.
Na het lassen met vezellasdraad moet het fluxresidu op de las worden afgespoeld met heet water of een algemeen slakverwijderingsmiddel. Vervolgens moet de lasdraad worden gebeitst met een geschikte beitsoplossing om de oxidefilm te verwijderen. Gebruik echter geen salpeterzuuroplossing om corrosie van het soldeermetaal te voorkomen.
Geplaatst op: 13 juni 2022