(1) Características da soldadura os problemas implicados na soldadura policristalina de grafito e diamante son moi similares aos que se atopan na soldadura cerámica.En comparación co metal, a soldadura é difícil de mollar os materiais policristalinos de grafito e diamante, e o seu coeficiente de expansión térmica é moi diferente do dos materiais estruturais xerais.Os dous quéntanse directamente no aire e a oxidación ou carbonización ocorrerá cando a temperatura supere os 400 ℃.Polo tanto, adoptarase a soldadura ao baleiro e o grao de baleiro non será inferior a 10-1pa.Debido a que a resistencia de ambos non é alta, se hai tensión térmica durante a soldadura, poden producirse gretas.Intente seleccionar metal de recheo de soldadura con baixo coeficiente de expansión térmica e controle rigorosamente a velocidade de arrefriamento.Dado que a superficie destes materiais non é fácil de mollar con metais de recheo de soldadura común, pódese depositar unha capa de 2,5 ~ 12,5 um de espesor W, Mo e outros elementos na superficie de materiais policristalinos de grafito e diamante mediante a modificación da superficie (revestimento ao baleiro). , pulverización iónica, pulverización de plasma e outros métodos) antes de soldar e formar os carburos correspondentes con eles, ou pódense usar metais de recheo de soldadura de alta actividade.
O grafito e o diamante teñen moitas calidades, que difiren en tamaño de partícula, densidade, pureza e outros aspectos, e teñen diferentes características de soldadura.Ademais, se a temperatura dos materiais de diamante policristalino supera os 1000 ℃, a relación de desgaste policristalino comeza a diminuír e a relación de desgaste diminúe máis do 50% cando a temperatura supera os 1200 ℃.Polo tanto, ao soldar o diamante ao baleiro, a temperatura de soldadura debe controlarse por debaixo de 1200 ℃ e o grao de baleiro non debe ser inferior a 5 × 10-2 Pa.
(2) A elección do metal de recheo de soldadura está baseada principalmente no uso e procesamento da superficie.Cando se usa como material resistente á calor, seleccionarase o metal de recheo de soldadura con alta temperatura de soldadura e boa resistencia á calor;Para materiais químicos resistentes á corrosión, selecciónanse metais de recheo de soldadura con baixa temperatura de soldadura e boa resistencia á corrosión.Para o grafito despois do tratamento de metalización superficial, pódese usar soldadura de cobre puro con alta ductilidade e boa resistencia á corrosión.A soldadura activa a base de prata e de cobre teñen unha boa moxabilidade e fluidez para o grafito e o diamante, pero a temperatura de servizo da unión soldada é difícil de superar os 400 ℃.Para compoñentes de grafito e ferramentas de diamante utilizadas entre 400 ℃ e 800 ℃, adoitan empregarse metais de recheo base de ouro, paladio, manganeso ou titanio.Para xuntas usadas entre 800 ℃ e 1000 ℃, empregaranse metais de recheo a base de níquel ou de perforación.Cando se usan compoñentes de grafito por encima de 1000 ℃, pódense usar metais de recheo de metal puro (Ni, PD, Ti) ou metais de recheo de aliaxe que conteñan molibdeno, Mo, Ta e outros elementos que poden formar carburos con carbono.
Para grafito ou diamante sen tratamento de superficie, os metais de recheo activos da táboa 16 pódense usar para a soldadura directa.A maioría destes metais de recheo son aliaxes binarias ou ternarias a base de titanio.O titanio puro reacciona fortemente co grafito, que pode formar unha capa de carburo moi grosa, e o seu coeficiente de expansión lineal é bastante diferente do do grafito, que é fácil de producir fendas, polo que non se pode usar como soldadura.A adición de Cr e Ni a Ti pode reducir o punto de fusión e mellorar a moxabilidade con cerámica.Ti é unha aliaxe ternaria, composta principalmente por Ti Zr, coa adición de TA, Nb e outros elementos.Ten un baixo coeficiente de expansión lineal, o que pode reducir a tensión de soldadura.A aliaxe ternaria composta principalmente por Ti Cu é adecuada para a soldadura de grafito e aceiro, e a unión ten unha alta resistencia á corrosión.
Táboa 16 Soldadura de metais de recheo para soldadura directa de grafito e diamante
(3) Proceso de soldadura os métodos de soldadura de grafito pódense dividir en dúas categorías, unha é a soldadura despois da metalización superficial e a outra é a soldadura sen tratamento de superficie.Independentemente do método que se utilice, a soldadura debe ser pretratada antes da montaxe e os contaminantes da superficie dos materiais de grafito limparanse con alcohol ou acetona.En caso de soldadura por metalización superficial, colocarase unha capa de Ni, Cu ou unha capa de Ti, Zr ou disiliuro de molibdeno sobre a superficie de grafito mediante pulverización de plasma e, a continuación, utilizarase metal de recheo a base de cobre ou metal de recheo a base de prata para a soldadura. .A soldadura directa con soldadura activa é o método máis utilizado na actualidade.A temperatura de soldadura pode seleccionarse segundo a soldadura proporcionada na táboa 16. A soldadura pódese fixar no medio da unión soldada ou preto dun extremo.Cando se solda cun metal cun gran coeficiente de expansión térmica, pódese usar Mo ou Ti cun determinado espesor como capa intermedia intermedia.A capa de transición pode producir deformación plástica durante o quecemento de soldadura, absorber o estrés térmico e evitar a rachadura do grafito.Por exemplo, o Mo úsase como unión de transición para a soldadura ao baleiro de compoñentes de grafito e hastelloina.Utilízase soldadura B-pd60ni35cr5 con boa resistencia á corrosión e á radiación do sal fundido.A temperatura de soldadura é de 1260 ℃ e a temperatura mantense durante 10 minutos.
O diamante natural pódese soldar directamente con b-ag68.8cu16.7ti4.5, b-ag66cu26ti8 e outras soldaduras activas.A soldadura soldada realizarase baixo protección de baleiro ou baixo argón.A temperatura de soldadura non debe superar os 850 ℃ e debe seleccionarse unha taxa de quecemento máis rápida.O tempo de mantemento á temperatura de soldadura non debe ser demasiado longo (xeralmente uns 10 segundos) para evitar a formación dunha capa de tic continua na interface.Ao soldar diamante e aceiro de aliaxe, debe engadirse unha capa intermedia de plástico ou unha capa de aliaxe de baixa expansión para a transición para evitar o dano dos grans de diamante causado por un estrés térmico excesivo.A ferramenta de torneado ou mandrinado para mecanizado de ultra precisión está fabricada mediante un proceso de soldadura, que solda 20 ~ 100 mg de diamante de pequenas partículas no corpo de aceiro e a resistencia da unión da unión de soldadura alcanza os 200 ~ 250 mpa.
O diamante policristalino pódese soldar mediante chama, alta frecuencia ou baleiro.Adoptarase a soldadura de alta frecuencia ou a chama para cortar metal ou pedra con folla de serra circular de diamante.Seleccionarase un metal de recheo de soldadura activa Ag Cu Ti con baixo punto de fusión.A temperatura de soldadura debe controlarse por debaixo de 850 ℃, o tempo de quecemento non debe ser demasiado longo e adoptarase unha velocidade de arrefriamento lenta.As brocas de diamante policristalino usadas na perforación petroleira e xeolóxica teñen malas condicións de traballo e soportan enormes cargas de impacto.Pódese seleccionar metal de recheo de soldadura a base de níquel e pódese usar folla de cobre puro como capa intermedia para a soldadura ao baleiro.Por exemplo, 350 ~ 400 cápsulas Ф 4,5 ~ 4,5 mm de diamante policristalino columnar son soldadas nas perforacións de aceiro 35CrMo ou 40CrNiMo para formar dentes cortantes.Adoptase a soldadura ao baleiro e o grao de baleiro non é inferior a 5 × 10-2Pa, a temperatura de soldadura é de 1020 ± 5 ℃, o tempo de retención é de 20 ± 2 min e a resistencia ao corte da unión de soldadura é superior a 200 mpa.
Durante a soldadura, utilizarase o propio peso da soldadura para a súa montaxe e colocación na medida do posible para que a parte metálica presione o grafito ou o material policristalino na parte superior.Cando se utiliza o dispositivo para a colocación, o material do dispositivo será o material cun coeficiente de expansión térmica similar ao da soldadura.
Hora de publicación: 13-Xun-2022