(1) Caratteristiche della brasatura I problemi coinvolti nella brasatura policristallina di grafite e diamante sono molto simili a quelli incontrati nella brasatura della ceramica.Rispetto al metallo, la saldatura è difficile da bagnare i materiali policristallini di grafite e diamante e il suo coefficiente di espansione termica è molto diverso da quello dei materiali strutturali generali.I due vengono riscaldati direttamente nell'aria e si verificherà ossidazione o carbonizzazione quando la temperatura supera i 400 ℃.Pertanto, deve essere adottata la brasatura sotto vuoto e il grado di vuoto non deve essere inferiore a 10-1pa.Poiché la resistenza di entrambi non è elevata, se si verifica uno stress termico durante la brasatura, possono verificarsi crepe.Prova a selezionare il metallo d'apporto per brasatura con un basso coefficiente di dilatazione termica e controlla rigorosamente la velocità di raffreddamento.Poiché la superficie di tali materiali non è facile da bagnare con normali metalli d'apporto per brasatura, uno strato di 2,5 ~ 12,5 um di spessore W, Mo e altri elementi può essere depositato sulla superficie di materiali policristallini di grafite e diamante mediante modifica della superficie (rivestimento sottovuoto , spruzzatura ionica, spruzzatura al plasma e altri metodi) prima della brasatura e formare con essi i carburi corrispondenti, oppure è possibile utilizzare metalli d'apporto per brasatura ad alta attività.
Grafite e diamante hanno molti gradi, che differiscono per dimensione delle particelle, densità, purezza e altri aspetti, e hanno caratteristiche di brasatura diverse.Inoltre, se la temperatura dei materiali diamantati policristallini supera i 1000 ℃, il rapporto di usura policristallino inizia a diminuire e il rapporto di usura diminuisce di oltre il 50% quando la temperatura supera i 1200 ℃.Pertanto, durante la brasatura del diamante sottovuoto, la temperatura di brasatura deve essere controllata al di sotto di 1200 ℃ e il grado di vuoto non deve essere inferiore a 5 × 10-2Pa.
(2) La scelta del metallo d'apporto per brasatura si basa principalmente sull'uso e sulla lavorazione della superficie.Se utilizzato come materiale resistente al calore, deve essere selezionato il metallo d'apporto per brasatura con elevata temperatura di brasatura e buona resistenza al calore;Per i materiali resistenti alla corrosione chimica, vengono selezionati metalli d'apporto per brasatura con bassa temperatura di brasatura e buona resistenza alla corrosione.Per la grafite dopo il trattamento di metallizzazione superficiale, si può utilizzare una lega di rame puro con elevata duttilità e buona resistenza alla corrosione.Le saldature attive a base di argento e rame hanno una buona bagnabilità e fluidità rispetto alla grafite e al diamante, ma la temperatura di servizio del giunto brasato è difficile da superare i 400 ℃.Per i componenti in grafite e gli utensili diamantati utilizzati tra 400 ℃ e 800 ℃, vengono solitamente utilizzati metalli d'apporto a base di oro, base di palladio, base di manganese o base di titanio.Per giunti utilizzati tra 800 ℃ e 1000 ℃, devono essere utilizzati metalli d'apporto a base di nichel o trapano.Quando i componenti di grafite vengono utilizzati al di sopra di 1000 ℃, possono essere utilizzati metalli d'apporto metallici puri (Ni, PD, Ti) o metalli d'apporto in leghe contenenti molibdeno, Mo, Ta e altri elementi che possono formare carburi con carbonio.
Per la grafite o il diamante senza trattamento superficiale, i metalli d'apporto attivi nella tabella 16 possono essere utilizzati per la brasatura diretta.La maggior parte di questi metalli d'apporto sono leghe binarie o ternarie a base di titanio.Il titanio puro reagisce fortemente con la grafite, che può formare uno strato di carburo molto spesso, e il suo coefficiente di dilatazione lineare è abbastanza diverso da quello della grafite, che è facile da produrre crepe, quindi non può essere utilizzato come saldatura.L'aggiunta di Cr e Ni al Ti può ridurre il punto di fusione e migliorare la bagnabilità con la ceramica.Ti è una lega ternaria, composta principalmente da Ti Zr, con l'aggiunta di TA, Nb e altri elementi.Ha un basso coefficiente di dilatazione lineare, che può ridurre lo stress di brasatura.La lega ternaria composta principalmente da Ti Cu è adatta per la brasatura di grafite e acciaio, e il giunto ha un'elevata resistenza alla corrosione.
Tabella 16 metalli d'apporto per brasatura per la brasatura diretta di grafite e diamante
(3) Processo di brasatura i metodi di brasatura della grafite possono essere suddivisi in due categorie, una è la brasatura dopo la metallizzazione superficiale e l'altra è la brasatura senza trattamento superficiale.Indipendentemente dal metodo utilizzato, la saldatura deve essere pretrattata prima dell'assemblaggio e i contaminanti superficiali dei materiali di grafite devono essere puliti con alcool o acetone.In caso di brasatura di metallizzazione superficiale, uno strato di Ni, Cu o uno strato di Ti, Zr o disiliciuro di molibdeno deve essere placcato sulla superficie della grafite mediante spruzzatura al plasma, quindi per la brasatura deve essere utilizzato metallo d'apporto a base di rame o metallo d'apporto a base di argento .La brasatura diretta con saldatura attiva è attualmente il metodo più utilizzato.La temperatura di brasatura può essere selezionata in base alla saldatura fornita nella tabella 16. La saldatura può essere serrata al centro del giunto brasato o vicino a un'estremità.Durante la brasatura con un metallo con un grande coefficiente di dilatazione termica, Mo o Ti con un certo spessore possono essere utilizzati come strato tampone intermedio.Lo strato di transizione può produrre deformazione plastica durante il riscaldamento della brasatura, assorbire lo stress termico ed evitare la rottura della grafite.Ad esempio, Mo viene utilizzato come giunto di transizione per la brasatura sotto vuoto di componenti di grafite e hastelloyn.Viene utilizzata la saldatura B-pd60ni35cr5 con buona resistenza alla corrosione e alle radiazioni del sale fuso.La temperatura di brasatura è di 1260 ℃ e la temperatura viene mantenuta per 10 minuti.
Il diamante naturale può essere brasato direttamente con b-ag68.8cu16.7ti4.5, b-ag66cu26ti8 e altre saldature attive.La brasatura deve essere eseguita sotto vuoto o protezione a basso contenuto di argon.La temperatura di brasatura non deve superare 850 ℃ e deve essere selezionata una velocità di riscaldamento più rapida.Il tempo di mantenimento alla temperatura di brasatura non deve essere troppo lungo (in genere circa 10 s) per evitare la formazione di uno strato di tic continuo all'interfaccia.Durante la brasatura di diamante e acciaio legato, è necessario aggiungere uno strato intermedio di plastica o uno strato di lega a bassa espansione per la transizione per prevenire il danneggiamento dei grani di diamante causato da un eccessivo stress termico.L'utensile di tornitura o l'utensile di alesatura per la lavorazione ultraprecisa è prodotto mediante un processo di brasatura, che brasa 20 ~ 100 mg di piccole particelle di diamante sul corpo in acciaio e la forza del giunto del giunto di brasatura raggiunge 200 ~ 250 mpa
Il diamante policristallino può essere brasato a fiamma, ad alta frequenza o sottovuoto.La brasatura ad alta frequenza o la brasatura a fiamma devono essere adottate per il taglio di metalli o pietre con lame circolari diamantate.È necessario selezionare il metallo d'apporto per brasatura attiva Ag Cu Ti con basso punto di fusione.La temperatura di brasatura deve essere controllata al di sotto di 850 ℃, il tempo di riscaldamento non deve essere troppo lungo e deve essere adottata una velocità di raffreddamento lenta.Le punte diamantate policristalline utilizzate nelle perforazioni petrolifere e geologiche hanno condizioni di lavoro sfavorevoli e sopportano enormi carichi d'urto.È possibile selezionare metallo d'apporto per brasatura a base di nichel e utilizzare fogli di rame puro come intercalare per la brasatura sotto vuoto.Ad esempio, 350 ~ 400 capsule Ф 4,5 ~ 4,5 mm di diamante policristallino colonnare vengono brasate nelle perforazioni dell'acciaio 35CrMo o 40CrNiMo per formare denti taglienti.Viene adottata la brasatura sottovuoto e il grado di vuoto non è inferiore a 5 × 10-2Pa, la temperatura di brasatura è 1020 ± 5 ℃, il tempo di tenuta è di 20 ± 2 minuti e la resistenza al taglio del giunto di brasatura è maggiore di 200 mpa
Durante la brasatura, il peso proprio della saldatura deve essere utilizzato per il montaggio e il posizionamento il più possibile per far pressare la parte metallica al materiale di grafite o policristallino nella parte superiore.Quando si utilizza l'attrezzatura per il posizionamento, il materiale dell'attrezzatura deve essere il materiale con il coefficiente di dilatazione termica simile a quello della saldatura.
Tempo di pubblicazione: 13-giu-2022