1. Materiał lutowniczy
(1) Do lutowania twardego stali narzędziowych i węglików spiekanych zwykle stosuje się czystą miedź, miedź-cynk i srebrno-miedziowe spoiwa do lutowania twardego.Czysta miedź ma dobrą zwilżalność do wszystkich rodzajów węglików spiekanych, ale najlepszy efekt można uzyskać lutując w redukującej atmosferze wodoru.Jednocześnie, ze względu na wysoką temperaturę lutowania, naprężenia w złączu są duże, co prowadzi do wzrostu skłonności do pękania.Wytrzymałość złącza na ścinanie lutowanego czystą miedzią wynosi około 150 MPa, plastyczność złącza również jest wysoka, ale nie nadaje się do pracy w wysokich temperaturach.
Spoiwo miedziowo-cynkowe jest najczęściej stosowanym spoiwem do lutowania stali narzędziowych i węglików spiekanych.W celu poprawy zwilżalności lutowia i wytrzymałości połączenia do lutowia często dodaje się Mn, Ni, Fe i inne pierwiastki stopowe.Na przykład w (MN) 4% dodaje się do b-cu58znmn, aby wytrzymałość na ścinanie lutowanych połączeń z węglika spiekanego osiągnęła 300 ~ 320 MPa w temperaturze pokojowej;Nadal może utrzymać 220 ~ 240mpa przy 320 ℃.Dodanie niewielkiej ilości CO na bazie b-cu58znmn może sprawić, że wytrzymałość lutowanego złącza na ścinanie osiągnie 350 MPa, a także ma wysoką udarność i wytrzymałość zmęczeniową, znacznie poprawiając żywotność narzędzi skrawających i narzędzi do wiercenia w kamieniu.
Niższa temperatura topnienia lutu miedziano-srebrowego oraz mniejsze naprężenia termiczne złącza lutowanego są korzystne dla zmniejszenia tendencji do pękania węglika spiekanego podczas lutowania.W celu polepszenia zwilżalności lutowia oraz poprawy wytrzymałości i temperatury pracy złącza do lutowia często dodaje się Mn, Ni i inne pierwiastki stopowe.Na przykład lut b-ag50cuzncdni ma doskonałą zwilżalność do węglika spiekanego, a złącze lutowane ma dobre wszechstronne właściwości.
Oprócz powyższych trzech rodzajów spoiw do lutowania twardego, do węglików spiekanych pracujących powyżej 500℃ i wymagających wysokiej wytrzymałości złącza można wybrać spoiwa na bazie Mn i Ni, takie jak b-mn50nicucrco i b-ni75crsib.Do lutowania stali szybkotnącej należy dobrać specjalny spoiwo lutownicze, którego temperatura lutowania odpowiada temperaturze hartowania.Ten spoiwo dzieli się na dwie kategorie: jedną jest spoiwo typu żelazomanganowego, które składa się głównie z żelazomanganu i boraksu.Wytrzymałość złącza lutowanego na ścinanie wynosi na ogół około 100 MPa, ale złącze jest podatne na pęknięcia;Inny rodzaj specjalnego stopu miedzi zawierającego Ni, Fe, Mn i Si nie jest łatwy do wywołania pęknięć w lutowanych połączeniach, a jego wytrzymałość na ścinanie można zwiększyć do 300 mpa.
(2) Wybór topnika do lutowania twardego i topnika do lutowania w osłonie gazu powinien odpowiadać spawanemu metalowi nieszlachetnemu i spoiwowi.Podczas lutowania stali narzędziowej i węglika spiekanego, stosowanym topnikiem jest głównie boraks i kwas borowy, z dodatkiem niektórych fluorków (KF, NaF, CaF2 itp.).Topniki Fb301, fb302 i fb105 są używane do lutowania miedziano-cynkowego, a topniki fb101 ~ fb104 są używane do lutowania srebrno-miedziowego.Topnik boraksowy jest stosowany głównie, gdy do lutowania stali szybkotnącej używany jest specjalny spoiwo do lutowania twardego.
Aby zapobiec utlenianiu stali narzędziowej podczas nagrzewania lutu twardego i uniknąć czyszczenia po lutowaniu, można zastosować lutowanie w osłonie gazu.Gaz ochronny może być gazem obojętnym lub redukującym, a punkt rosy gazu powinien być niższy niż -40 ℃ Węglik spiekany można lutować pod osłoną wodoru, a wymagany punkt rosy wodoru powinien być niższy niż -59 ℃.
2. Technologia lutowania twardego
Stal narzędziowa musi być oczyszczona przed lutowaniem, a obrabiana powierzchnia nie musi być zbyt gładka, aby ułatwić zwilżanie i rozprowadzanie materiałów i topnika do lutowania.Powierzchnia węglika spiekanego powinna być piaskowana przed lutowaniem lub polerowana węglikiem krzemu lub ściernicą diamentową w celu usunięcia nadmiaru węgla z powierzchni, tak aby mogła zostać zwilżona spoiwem lutowniczym podczas lutowania.Węglik spiekany zawierający węglik tytanu jest trudny do zwilżenia.Pasta z tlenku miedzi lub tlenku niklu jest nanoszona na jej powierzchnię w nowy sposób i wypalana w atmosferze redukującej, w celu przejścia miedzi lub niklu na powierzchnię, aby zwiększyć zwilżalność mocnego lutu.
Lutowanie lutowniczej stali narzędziowej węglowej najlepiej przeprowadzać przed lub w tym samym czasie co proces hartowania.Jeżeli lutowanie jest przeprowadzane przed procesem hartowania, temperatura solidusu użytego lutu powinna być wyższa niż zakres temperatur hartowania, tak aby spawana nadal miała wystarczającą wytrzymałość po ponownym nagrzaniu do temperatury hartowania bez uszkodzenia.W przypadku połączenia lutowania i hartowania należy dobrać lut o temperaturze solidusu zbliżonej do temperatury hartowania.
Stal narzędziowa stopowa ma szeroką gamę komponentów.Odpowiednie spoiwo lutownicze, proces obróbki cieplnej oraz technologię łączenia procesu lutowania i obróbki cieplnej należy dobrać w zależności od gatunku stali, tak aby uzyskać dobre parametry złącza.
Temperatura hartowania stali szybkotnącej jest na ogół wyższa niż temperatura topnienia lutu srebrno-miedziowego i miedziano-cynkowego, dlatego konieczne jest hartowanie przed lutowaniem i lutowanie twarde w trakcie lub po odpuszczaniu wtórnym.Jeżeli po lutowaniu wymagane jest hartowanie, do lutowania można stosować tylko wyżej wymienione specjalne spoiwo lutownicze.Do lutowania narzędzi skrawających ze stali szybkotnącej wskazane jest użycie pieca koksowniczego.Gdy spoiwo do lutowania twardego jest stopione, należy wyjąć narzędzie tnące i natychmiast je sprężyć, wycisnąć nadmiar spoiwa do lutowania twardego, a następnie przeprowadzić hartowanie olejowe, a następnie odpuszczać w temperaturze 550 ~ 570 ℃.
Przy lutowaniu ostrza z węglika spiekanego stalową listwą narzędziową należy przyjąć metodę zwiększania szczeliny lutowniczej i nakładania w szczelinie lutowniczej plastikowej uszczelki kompensacyjnej, a po spawaniu należy przeprowadzać powolne chłodzenie, aby zmniejszyć naprężenia lutownicze, zapobiec pęknięciom i przedłużyć żywotność zestawu narzędzi z węglika spiekanego.
Po spawaniu włókien, pozostałości topnika na spoinie należy przemyć gorącą wodą lub ogólną mieszanką do usuwania żużla, a następnie wytrawić odpowiednim roztworem trawiącym w celu usunięcia warstewki tlenkowej z pręta podstawowego narzędzia.Należy jednak uważać, aby nie używać roztworu kwasu azotowego, aby zapobiec korozji lutowanego metalu.
Czas publikacji: 13 czerwca-2022