Lutowanie żeliwa

1. Materiał lutowniczy

(1) Lutowanie żeliwa lutem stałym wykorzystuje głównie lut miedziano-cynkowy oraz lut miedziano-srebrowy. Najczęściej stosowanymi lutami miedziano-cynkowymi są B-cu62znnimusir, B-cu60zusnr i B-cu58znfer. Wytrzymałość na rozciąganie lutowanego złącza żeliwnego wynosi zazwyczaj 120–150 MPa. Do lutu miedziano-cynkowego dodawane są Mn, Ni, Sn, AI i inne pierwiastki, aby zapewnić lutowanemu złączu taką samą wytrzymałość jak w metalu bazowym.

Temperatura topnienia lutu twardego srebro-miedź jest niska. Pozwala to uniknąć szkodliwej struktury podczas lutowania żeliwa. Połączenie lutowane charakteryzuje się dobrą wydajnością, zwłaszcza luty twarde zawierające Ni, takie jak b-ag50cuzncdni i b-ag40cuznsnni, które zwiększają siłę wiązania między lutem twardym a żeliwem. Jest ono szczególnie odpowiednie do lutowania żeliwa sferoidalnego, co pozwala uzyskać połączenie o takiej samej wytrzymałości jak metal bazowy.

(2) W przypadku lutowania żeliwa miedzią i cynkiem stosuje się głównie fb301 i fb302, czyli boraks lub mieszaninę boraksu i kwasu borowego. Ponadto lepszy jest topnik składający się z: H3BO340%, Li2CO316%, Na2CO324%, NaF7,4% i NaC112,6%.

Do lutowania żeliwa przy użyciu spoiwa miedziano-srebrowego można zastosować topniki takie jak fb101 i fb102, czyli mieszaninę boraksu, kwasu borowego, fluorku potasu i fluoroboranu potasu.

2. Technologia lutowania

Przed lutowaniem żeliwa należy dokładnie usunąć grafit, tlenki, piasek, plamy olejowe i inne zanieczyszczenia z powierzchni odlewu. Plamy olejowe można usunąć za pomocą rozpuszczalników organicznych, natomiast grafit i tlenki można usunąć metodami mechanicznymi, takimi jak piaskowanie lub śrutowanie, lub metodami elektrochemicznymi. Dodatkowo grafit można usunąć poprzez wypalenie płomieniem utleniającym.

Lutowanie żeliwa może być prowadzone płomieniem, w piecu lub indukcyjnie. Ponieważ SiO2 łatwo tworzy się na powierzchni żeliwa, efekt lutowania w atmosferze ochronnej jest słaby. Zazwyczaj do lutowania używa się topnika. Podczas lutowania dużych elementów lutowanych spoiwem miedziowo-cynkowym, najpierw na oczyszczoną powierzchnię należy nanieść warstwę topnika, a następnie elementy lutowane umieścić w piecu lutowniczym w celu nagrzania lub nagrzać palnikiem spawalniczym. Po nagrzaniu elementu do około 800°C, dodać dodatkową ilość topnika, podgrzać go do temperatury lutowania, a następnie zeskrobać materiał igłowy z krawędzi złącza, aby stopić lut i wypełnić szczelinę. Aby poprawić wytrzymałość lutowanego złącza, należy przeprowadzić wyżarzanie w temperaturze 700–750°C przez 20 minut po lutowaniu, a następnie powoli schłodzić.

Po lutowaniu nadmiar topnika i pozostałości można usunąć, płucząc je ciepłą wodą. Jeśli są trudne do usunięcia, można je oczyścić 10% wodnym roztworem kwasu siarkowego lub 5% ~ 10% wodnym roztworem kwasu fosforowego, a następnie przemyć czystą wodą.