(1) Lodningsegenskaber Problemerne forbundet med grafit- og diamantpolykrystallinsk lodning minder meget om dem, der opstår ved keramisk lodning. Sammenlignet med metal er lodning vanskelig at befugte grafit- og diamantpolykrystallinske materialer, og dens termiske udvidelseskoefficient er meget forskellig fra generelle strukturmaterialer. De to opvarmes direkte i luft, og oxidation eller karbonisering vil forekomme, når temperaturen overstiger 400 ℃. Derfor bør vakuumlodning anvendes, og vakuumgraden må ikke være mindre end 10-1 Pa. Da styrken af begge ikke er høj, kan der opstå revner, hvis der er termisk spænding under lodning. Prøv at vælge loddemetal med lav termisk udvidelseskoefficient, og kontroller kølehastigheden nøje. Da overfladen af sådanne materialer ikke let kan blive befugtet af almindelige loddetilsatsmetaller, kan et lag af 2,5 ~ 12,5 µm tykt W, Mo og andre elementer aflejres på overfladen af grafit- og diamantpolykrystallinske materialer ved overflademodifikation (vakuumbelægning, ionforstøvning, plasmasprøjtning og andre metoder) før lodning og danne tilsvarende karbider med dem, eller der kan anvendes højaktive loddetilsatsmetaller.
Grafit og diamant har mange kvaliteter, som adskiller sig i partikelstørrelse, densitet, renhed og andre aspekter, og har forskellige loddeegenskaber. Derudover, hvis temperaturen af polykrystallinske diamantmaterialer overstiger 1000 ℃, begynder det polykrystallinske slidforhold at falde, og slidforholdet falder med mere end 50%, når temperaturen overstiger 1200 ℃. Derfor skal loddetemperaturen ved vakuumlodning af diamant kontrolleres under 1200 ℃, og vakuumgraden må ikke være mindre end 5 × 10-2Pa.
(2) Valget af loddemetal er primært baseret på anvendelse og overfladebehandling. Når det anvendes som varmebestandigt materiale, skal der vælges et loddemetal med høj loddetemperatur og god varmebestandighed. Til kemisk korrosionsbestandige materialer vælges loddemetal med lav loddetemperatur og god korrosionsbestandighed. Til grafit efter overflademetalliseringsbehandling kan rent kobberlod med høj duktilitet og god korrosionsbestandighed anvendes. Sølvbaseret og kobberbaseret aktivt loddemetal har god befugtningsevne og flydeevne over for grafit og diamant, men det er vanskeligt at overstige 400 ℃ ved loddeforbindelser ved driftstemperaturer. Til grafitkomponenter og diamantværktøjer, der anvendes mellem 400 ℃ og 800 ℃, anvendes normalt guldbaserede, palladiumbaserede, manganbaserede eller titanbaserede fyldmetaller. Til samlinger, der anvendes mellem 800 ℃ og 1000 ℃, skal der anvendes nikkelbaserede eller borbaserede fyldmetaller. Når grafitkomponenter anvendes ved temperaturer over 1000 ℃, kan der anvendes rene metaltilsatsmetaller (Ni, PD, Ti) eller legeringstilsatsmetaller, der indeholder molybdæn, Mo, Ta og andre elementer, som kan danne karbider med kulstof.
For grafit eller diamant uden overfladebehandling kan de aktive tilsatsmetaller i tabel 16 anvendes til direkte lodning. De fleste af disse tilsatsmetaller er titanbaserede binære eller ternære legeringer. Ren titan reagerer kraftigt med grafit, som kan danne et meget tykt hårdmetallag, og dens lineære udvidelseskoefficient er helt anderledes end grafits, da det let kan forårsage revner, så det ikke kan bruges som lodning. Tilsætning af Cr og Ni til Ti kan reducere smeltepunktet og forbedre befugtningsevnen med keramik. Ti er en ternær legering, hovedsageligt sammensat af TiZr, med tilsætning af TA, Nb og andre elementer. Den har en lav lineær udvidelseskoefficient, hvilket kan reducere loddespændingen. Den ternære legering, der hovedsageligt består af TiCu, er egnet til lodning af grafit og stål, og samlingen har høj korrosionsbestandighed.
Tabel 16 loddetilsatsmetaller til direkte lodning af grafit og diamant
(3) Loddeproces Loddemetoderne til grafit kan opdeles i to kategorier: lodning efter overflademetallisering og lodning uden overfladebehandling. Uanset hvilken metode der anvendes, skal svejsningen forbehandles før samling, og overfladeforurenende stoffer fra grafitmaterialer skal aftørres med alkohol eller acetone. Ved overflademetalliseringslodning skal et lag af Ni, Cu eller et lag af Ti, Zr eller molybdændisilicid påføres grafitoverfladen ved plasmasprøjtning, og derefter skal kobberbaseret fyldstof eller sølvbaseret fyldstof anvendes til lodning. Direkte lodning med aktivt loddemetal er den mest anvendte metode i øjeblikket. Loddetemperaturen kan vælges i henhold til loddet, der er angivet i tabel 16. Loddemetal kan fastgøres midt i den loddede samling eller nær den ene ende. Ved lodning med et metal med en stor termisk udvidelseskoefficient kan Mo eller Ti med en vis tykkelse anvendes som mellemliggende bufferlag. Overgangslaget kan forårsage plastisk deformation under lodning, absorbere termisk spænding og undgå grafitrevnedannelse. For eksempel bruges Mo som overgangsforbindelse til vakuumlodning af grafit- og hastelloyn-komponenter. Der anvendes B-pd60ni35cr5-lodning med god modstandsdygtighed over for smeltet saltkorrosion og stråling. Loddetemperaturen er 1260 ℃, og temperaturen holdes i 10 minutter.
Naturlig diamant kan loddes direkte med b-ag68.8cu16.7ti4.5, b-ag66cu26ti8 og andre aktive loddematerialer. Lodningen skal udføres under vakuum eller lav argonbeskyttelse. Loddetemperaturen bør ikke overstige 850 ℃, og der bør vælges en hurtigere opvarmningshastighed. Holdetiden ved loddetemperaturen bør ikke være for lang (generelt ca. 10 sekunder) for at undgå dannelse af et kontinuerligt tic-lag ved grænsefladen. Ved lodning af diamant og legeret stål bør der tilføjes et plastmellemlag eller et lavekspansionslag som overgang for at forhindre beskadigelse af diamantkorn forårsaget af for høj termisk belastning. Drejeværktøjet eller boreværktøjet til ultrapræcisionsbearbejdning fremstilles ved loddeprocessen, hvor 20 ~ 100 mg småpartikeldiamant loddes på stållegemet, og loddeforbindelsens samlingsstyrke når 200 ~ 250 mpa.
Polykrystallinsk diamant kan loddes med flamme, højfrekvens eller vakuum. Højfrekvenslodning eller flammelodning bør anvendes til diamantrundsavklinger, der skærer metal eller sten. Der skal vælges aktivt loddemetal med lavt smeltepunkt. Loddetemperaturen skal kontrolleres under 850 ℃, opvarmningstiden må ikke være for lang, og der skal anvendes en langsom afkølingshastighed. Polykrystallinske diamantborehoveder, der anvendes i olie- og geologiske boreprocesser, har dårlige arbejdsforhold og kan udsættes for store stødbelastninger. Nikkelbaseret loddemetal kan vælges, og ren kobberfolie kan anvendes som mellemlag til vakuumlodning. For eksempel loddes søjleformet polykrystallinsk diamant med en diameter på 350 ~ 400 mm ind i perforeringerne af 35CrMo- eller 40CrNiMo-stål for at danne skæretænder. Vakuumlodning anvendes, og vakuumgraden er ikke mindre end 5 × 10-2Pa, loddetemperaturen er 1020 ± 5 ℃, holdetiden er 20 ± 2 min, og loddeforbindelsens forskydningsstyrke er større end 200 mpa.
Under lodning skal svejsningens egenvægt udnyttes så meget som muligt til montering og positionering for at få metaldelen til at presse grafitten eller det polykrystallinske materiale mod den øvre del. Når fiksturen anvendes til positionering, skal fiksturmaterialet være et materiale med en termisk udvidelseskoefficient svarende til svejsningens.
Opslagstidspunkt: 13. juni 2022