1. Materiale per brasatura
(1) La brasatura degli acciai per utensili e dei carburi cementati utilizza solitamente metalli d'apporto per brasatura in rame puro, rame-zinco e rame-argento. Il rame puro ha una buona bagnabilità con tutti i tipi di carburi cementati, ma l'effetto migliore si ottiene brasando in atmosfera riducente di idrogeno. Allo stesso tempo, a causa dell'elevata temperatura di brasatura, la sollecitazione nel giunto è elevata, il che porta a un aumento della tendenza alla fessurazione. La resistenza al taglio del giunto brasato con rame puro è di circa 150 MPa e anche la plasticità del giunto è elevata, ma non è adatto per lavori ad alta temperatura.
La lega d'apporto rame-zinco è la più comunemente utilizzata per la brasatura di acciai per utensili e carburi cementati. Per migliorare la bagnabilità della lega e la resistenza del giunto, spesso vengono aggiunti alla lega Mn, Ni, Fe e altri elementi di lega. Ad esempio, l'aggiunta del 4% di Mn (w) alla lega b-cu58znmn consente di ottenere giunti brasati in carburo cementato con una resistenza al taglio di 300-320 MPa a temperatura ambiente; tale resistenza si mantiene poi a 220-240 MPa a 320 °C. L'aggiunta di una piccola quantità di CO alla lega b-cu58znmn permette di ottenere giunti brasati con una resistenza al taglio di 350 MPa, elevata tenacità all'impatto e resistenza alla fatica, migliorando significativamente la durata di utensili da taglio e da perforazione.
Il punto di fusione più basso del metallo d'apporto per brasatura argento-rame e la minore sollecitazione termica del giunto brasato contribuiscono a ridurre la tendenza alla fessurazione del carburo cementato durante la brasatura. Per migliorare la bagnabilità della lega saldante e aumentarne la resistenza e la temperatura di esercizio, spesso vengono aggiunti alla lega Mn, Ni e altri elementi. Ad esempio, la lega saldante b-ag50cuzncdni presenta un'eccellente bagnabilità con il carburo cementato e il giunto brasato ha buone proprietà complessive.
Oltre ai tre tipi di materiali d'apporto per brasatura sopra menzionati, per la brasatura di carburi cementati a temperature superiori a 500 °C e che richiede un'elevata resistenza del giunto, si possono scegliere materiali d'apporto a base di Mn e Ni, come b-mn50nicucrco e b-ni75crsib. Per la brasatura dell'acciaio rapido, è necessario selezionare un materiale d'apporto speciale con una temperatura di brasatura compatibile con la temperatura di tempra. Questo materiale d'apporto si divide in due categorie: la prima è costituita da un materiale d'apporto di tipo ferromanganese, composto principalmente da ferromanganese e borace. La resistenza al taglio del giunto brasato è generalmente di circa 100 MPa, ma il giunto è soggetto a cricche; la seconda è una speciale lega di rame contenente Ni, Fe, Mn e Si, che non tende a generare cricche nei giunti brasati e la cui resistenza al taglio può essere aumentata fino a 300 MPa.
(2) La scelta del flusso di brasatura e del flusso di brasatura con gas di protezione deve essere compatibile con il metallo base e il materiale d'apporto da saldare. Nella brasatura dell'acciaio per utensili e del carburo cementato, il flusso di brasatura utilizzato è principalmente borace e acido borico, con l'aggiunta di alcuni fluoruri (KF, NaF, CaF2, ecc.). I flussi Fb301, fb302 e fb105 sono utilizzati per la saldatura rame-zinco, mentre i flussi fb101 ~ fb104 sono utilizzati per la saldatura argento-rame. Il flusso di borace è utilizzato principalmente quando si utilizza un materiale d'apporto speciale per la brasatura dell'acciaio rapido.
Per prevenire l'ossidazione dell'acciaio per utensili durante il riscaldamento per la brasatura ed evitare la pulizia successiva, è possibile utilizzare la brasatura in atmosfera gassosa. Il gas protettivo può essere un gas inerte o un gas riducente, e il punto di rugiada del gas deve essere inferiore a -40 °C. Il carburo cementato può essere brasato in atmosfera di idrogeno, e il punto di rugiada dell'idrogeno richiesto deve essere inferiore a -59 °C.
2. Tecnologia di brasatura
L'acciaio per utensili deve essere pulito prima della brasatura e la superficie lavorata non deve essere eccessivamente liscia per facilitare la bagnatura e la distribuzione dei materiali e del flusso di brasatura. La superficie del carburo cementato deve essere sabbiata prima della brasatura, oppure lucidata con mola in carburo di silicio o diamantata per rimuovere il carbonio in eccesso dalla superficie, in modo che venga bagnata dal metallo d'apporto durante la brasatura. Il carburo cementato contenente carburo di titanio è difficile da bagnare. Sulla sua superficie viene applicata una pasta di ossido di rame o di nichel con un metodo innovativo e cotta in atmosfera riducente per far affiorare il rame o il nichel in superficie, in modo da aumentare la bagnabilità della lega saldante.
La brasatura dell'acciaio per utensili al carbonio dovrebbe preferibilmente essere eseguita prima o contemporaneamente al processo di tempra. Se la brasatura viene eseguita prima della tempra, la temperatura di solidificazione del materiale d'apporto utilizzato deve essere superiore all'intervallo di temperatura di tempra, in modo che la saldatura mantenga una resistenza sufficientemente elevata anche dopo essere stata riscaldata alla temperatura di tempra, senza subire rotture. Quando brasatura e tempra vengono combinate, è necessario selezionare un materiale d'apporto con una temperatura di solidificazione prossima alla temperatura di tempra.
L'acciaio legato per utensili ha una vasta gamma di componenti. Il metallo d'apporto per la brasatura, il processo di trattamento termico e la tecnologia di combinazione della brasatura e del trattamento termico devono essere determinati in base al tipo specifico di acciaio, al fine di ottenere buone prestazioni di giunzione.
La temperatura di tempra dell'acciaio rapido è generalmente superiore alla temperatura di fusione delle leghe di rame e rame-zinco, pertanto è necessario temprare prima della brasatura e brasare durante o dopo il rinvenimento secondario. Se è necessaria la tempra dopo la brasatura, è possibile utilizzare solo il materiale d'apporto speciale per brasatura sopra menzionato. Quando si brasano utensili da taglio in acciaio rapido, è opportuno utilizzare un forno a coke. Quando il materiale d'apporto per brasatura si è fuso, estrarre l'utensile da taglio e pressurizzarlo immediatamente, estrudere il materiale d'apporto in eccesso, quindi eseguire la tempra in olio e infine rinvenirlo a 550 ~ 570 °C.
Durante la brasatura della lama in metallo duro con la barra portautensili in acciaio, è necessario adottare il metodo di aumentare lo spazio di brasatura e applicare una guarnizione di compensazione in plastica nello spazio di brasatura, e dopo la saldatura è necessario eseguire un raffreddamento lento per ridurre le tensioni di brasatura, prevenire le crepe e prolungare la durata del gruppo utensile in metallo duro.
Dopo la saldatura a fibra, i residui di flusso sulla saldatura devono essere lavati con acqua calda o con una miscela generica per la rimozione delle scorie, e successivamente decapati con un'apposita soluzione decapante per rimuovere la pellicola di ossido presente sull'utensile di base. Tuttavia, è necessario prestare attenzione a non utilizzare soluzioni di acido nitrico per evitare la corrosione del metallo del giunto di brasatura.
Data di pubblicazione: 13 giugno 2022