(1) Mga katangian ng pagpapatigas Ang mga problemang kaakibat ng pagpapatigas ng grapayt at diamond polycrystalline ay halos kapareho ng mga nakatagpo sa ceramic brazing. Kung ikukumpara sa metal, ang solder ay mahirap mabasa ang mga materyales na grapayt at diamond polycrystalline, at ang koepisyent ng thermal expansion nito ay ibang-iba sa pangkalahatang mga materyales na istruktural. Ang dalawa ay direktang pinainit sa hangin, at ang oksihenasyon o carbonization ay magaganap kapag ang temperatura ay lumampas sa 400 ℃. Samakatuwid, dapat gamitin ang vacuum brazing, at ang vacuum degree ay hindi dapat mas mababa sa 10-1pa. Dahil ang lakas ng pareho ay hindi mataas, kung mayroong thermal stress habang nagpapatigas, maaaring magkaroon ng mga bitak. Subukang pumili ng filler metal na may mababang koepisyent ng thermal expansion at mahigpit na kontrolin ang rate ng paglamig. Dahil ang ibabaw ng mga naturang materyales ay hindi madaling mabasa ng mga ordinaryong filler metal na ginagamit sa pagpapatigas, ang isang patong na may kapal na 2.5 ~ 12.5um na W, Mo at iba pang mga elemento ay maaaring ideposito sa ibabaw ng mga materyales na graphite at diamond polycrystalline sa pamamagitan ng surface modification (vacuum coating, ion sputtering, plasma spraying at iba pang mga pamamaraan) bago magpatigas at bumuo ng mga kaukulang carbide kasama ng mga ito, o maaaring gamitin ang mga high activity brazing filler metal.
Ang grapayt at diyamante ay may maraming grado, na magkakaiba sa laki ng particle, densidad, kadalisayan at iba pang aspeto, at may iba't ibang katangian ng pagpapatigas. Bukod pa rito, kung ang temperatura ng mga materyales na polycrystalline diamond ay lumampas sa 1000 ℃, ang polycrystalline wear ratio ay magsisimulang bumaba, at ang wear ratio ay bumababa ng higit sa 50% kapag ang temperatura ay lumampas sa 1200 ℃. Samakatuwid, kapag nag-vacuum ng diamond brazing, ang temperatura ng pagpapatigas ay dapat kontrolin sa ibaba ng 1200 ℃, at ang vacuum degree ay hindi dapat mas mababa sa 5 × 10-2Pa.
(2) Ang pagpili ng filler metal para sa pagpapatigas ay pangunahing nakabatay sa paggamit at pagproseso sa ibabaw. Kapag ginagamit bilang materyal na lumalaban sa init, dapat piliin ang filler metal na may mataas na temperatura ng pagpapatigas at mahusay na resistensya sa init; Para sa mga kemikal na materyales na lumalaban sa kalawang, pipiliin ang mga filler metal na may mababang temperatura ng pagpapatigas at mahusay na resistensya sa kalawang. Para sa graphite pagkatapos ng paggamot sa surface metallization, maaaring gamitin ang purong tansong panghinang na may mataas na ductility at mahusay na resistensya sa kalawang. Ang mga aktibong panghinang na nakabase sa pilak at tanso ay may mahusay na pagkabasa at pagkalikido sa graphite at diyamante, ngunit ang temperatura ng serbisyo ng pinagtahian na pinagtahian ay mahirap lumampas sa 400 ℃. Para sa mga bahagi ng graphite at mga kagamitang diyamante na ginagamit sa pagitan ng 400 ℃ at 800 ℃, karaniwang ginagamit ang mga filler metal na may base na ginto, palladium base, manganese base o titanium base. Para sa mga pinagtahian na ginagamit sa pagitan ng 800 ℃ at 1000 ℃, dapat gamitin ang mga filler metal na nakabase sa nickel o drill. Kapag ang mga bahagi ng grapayt ay ginagamit sa temperaturang higit sa 1000 ℃, maaaring gamitin ang mga purong metal filler metal (Ni, PD, Ti) o mga alloy filler metal na naglalaman ng molybdenum, Mo, Ta at iba pang elemento na maaaring bumuo ng mga carbide kasama ng carbon.
Para sa grapayt o diyamante na walang surface treatment, ang mga aktibong filler metal sa talahanayan 16 ay maaaring gamitin para sa direktang pagpapatigas. Karamihan sa mga filler metal na ito ay mga titanium based binary o ternary alloys. Ang purong titanium ay malakas na tumutugon sa grapayt, na maaaring bumuo ng isang napakakapal na carbide layer, at ang linear expansion coefficient nito ay ibang-iba sa grapayt, na madaling magdulot ng mga bitak, kaya hindi ito maaaring gamitin bilang panghinang. Ang pagdaragdag ng Cr at Ni sa Ti ay maaaring magpababa ng melting point at mapabuti ang wettability sa mga ceramic. Ang Ti ay isang ternary alloy, na pangunahing binubuo ng Ti Zr, na may pagdaragdag ng TA, Nb at iba pang mga elemento. Ito ay may mababang coefficient ng linear expansion, na maaaring magpababa ng brazing stress. Ang ternary alloy na pangunahing binubuo ng Ti Cu ay angkop para sa pagpapatigas ng grapayt at bakal, at ang joint ay may mataas na corrosion resistance.
Talahanayan 16 pagpapatigas ng mga filler metal para sa direktang pagpapatigas ng grapayt at diyamante
(3) Proseso ng pagpapatigas Ang mga pamamaraan ng pagpapatigas ng grapayt ay maaaring hatiin sa dalawang kategorya, ang isa ay pagpapatigas pagkatapos ng metalisasyon sa ibabaw, at ang isa ay pagpapatigas nang walang paggamot sa ibabaw. Anuman ang pamamaraang gamitin, ang hinang ay dapat munang gamutin bago ang pag-assemble, at ang mga dumi sa ibabaw ng mga materyales na grapayt ay dapat punasan ng alkohol o acetone. Sa kaso ng pagpapatigas ng metalisasyon sa ibabaw, isang patong ng Ni, Cu o isang patong ng Ti, Zr o molybdenum disilicide ang dapat i-plate sa ibabaw ng grapayt sa pamamagitan ng plasma spraying, at pagkatapos ay gamitin ang filler metal na nakabase sa tanso o filler metal na nakabase sa pilak para sa pagpapatigas. Ang direktang pagpapatigas gamit ang aktibong panghinang ang pinakamalawak na ginagamit na pamamaraan sa kasalukuyan. Ang temperatura ng pagpapatigas ay maaaring piliin ayon sa panghinang na ibinigay sa talahanayan 16. Ang panghinang ay maaaring ikabit sa gitna ng pinagdugtong na pinaghinang o malapit sa isang dulo. Kapag nagpapatigas gamit ang isang metal na may malaking coefficient of thermal expansion, ang Mo o Ti na may isang tiyak na kapal ay maaaring gamitin bilang intermediate buffer layer. Ang transition layer ay maaaring magdulot ng plastic deformation habang pinapainit ang pagpapatigas, sumipsip ng thermal stress at maiwasan ang pagbibitak ng grapayt. Halimbawa, ang Mo ay ginagamit bilang transition joint para sa vacuum brazing ng mga bahaging graphite at hastelloyn. Ginagamit ang B-pd60ni35cr5 solder na may mahusay na resistensya sa tunaw na asin na kalawang at radiation. Ang temperatura ng brazing ay 1260 ℃ at ang temperatura ay pinapanatili sa loob ng 10 minuto.
Ang natural na diyamante ay maaaring direktang i-braze gamit ang b-ag68.8cu16.7ti4.5, b-ag66cu26ti8 at iba pang aktibong panghinang. Ang pagpapabraze ay dapat isagawa sa ilalim ng vacuum o low argon protection. Ang temperatura ng pagpapabraze ay hindi dapat lumagpas sa 850 ℃, at dapat pumili ng mas mabilis na heating rate. Ang holding time sa temperatura ng pagpapabraze ay hindi dapat masyadong mahaba (karaniwan ay humigit-kumulang 10s) upang maiwasan ang pagbuo ng isang tuloy-tuloy na tic layer sa interface. Kapag nagpapabraze ng diyamante at alloy steel, dapat idagdag ang plastic interlayer o low expansion alloy layer para sa transisyon upang maiwasan ang pinsala ng mga butil ng diyamante na dulot ng labis na thermal stress. Ang turning tool o boring tool para sa ultra precision machining ay ginagawa sa pamamagitan ng proseso ng pagpapabraze, na nagpapabraze ng 20 ~ 100mg na maliit na particle ng diyamante sa katawan ng bakal, at ang lakas ng joint ng brazing joint ay umaabot sa 200 ~ 250mpa.
Maaaring i-braze ang polycrystalline diamond sa pamamagitan ng apoy, high frequency o vacuum. Dapat gamitin ang high frequency brazing o flame brazing para sa pagputol ng metal o bato gamit ang diamond circular saw blade. Dapat piliin ang Ag Cu Ti active brazing filler metal na may mababang melting point. Dapat kontrolin ang temperatura ng brazing sa ibaba ng 850 ℃, hindi dapat masyadong mahaba ang oras ng pag-init, at dapat gamitin ang mabagal na cooling rate. Ang mga polycrystalline diamond bits na ginagamit sa petroleum at geological drilling ay may mahinang kondisyon sa pagtatrabaho at nakakayanan ang malalaking impact load. Maaaring pumili ng nickel based brazing filler metal at maaaring gamitin ang purong copper foil bilang interlayer para sa vacuum brazing. Halimbawa, ang 350 ~ 400 capsules Ф 4.5 ~ 4.5mm columnar polycrystalline diamond ay ibinabraze sa mga butas ng 35CrMo o 40CrNiMo steel upang bumuo ng cutting teeth. Ginagamit ang vacuum brazing, at ang vacuum degree ay hindi bababa sa 5 × 10-2Pa, ang temperatura ng brazing ay 1020 ± 5 ℃, ang oras ng paghawak ay 20 ± 2min, at ang shear strength ng brazing joint ay higit sa 200mpa.
Habang nagpapatigas, ang bigat ng hinang ay dapat gamitin para sa pag-assemble at pagpoposisyon hangga't maaari upang ang bahaging metal ay dumikit sa graphite o polycrystalline na materyal sa itaas na bahagi. Kapag ginagamit ang fixture para sa pagpoposisyon, ang materyal ng fixture ay dapat na ang materyal na may thermal expansion coefficient na katulad ng sa hinang.
Oras ng pag-post: Hunyo-13-2022