Lodning af værktøjsstål og hårdmetal

1. Loddemateriale

(1) Lodning af værktøjsstål og hårdmetal bruger normalt rent kobber, kobberzink og sølvkobber som tilsatsmetaller. Rent kobber har god befugtningsevne over for alle typer hårdmetal, men den bedste effekt kan opnås ved lodning i reducerende hydrogenatmosfære. Samtidig er spændingen i samlingen stor på grund af den høje loddetemperatur, hvilket fører til øget tendens til revner. Forskydningsstyrken af ​​samlingen loddet med rent kobber er omkring 150 MPa, og samlingens plasticitet er også høj, men den er ikke egnet til arbejde ved høje temperaturer.

Kobber-zink-tilsatsmetal er det mest almindeligt anvendte tilsatsmetal til lodning af værktøjsstål og hårdmetal. For at forbedre loddets befugtningsevne og samlingens styrke tilsættes ofte Mn, Ni, Fe og andre legeringselementer til loddet. For eksempel tilsættes 4% w (MN) til b-cu58znmn for at opnå en forskydningsstyrke på 300 ~ 320 MPa ved stuetemperatur. Den kan stadig opretholde en temperatur på 220 ~ 240 MPa ved 320 ℃. Tilsætning af en lille mængde CO baseret på b-cu58znmn kan opnå en forskydningsstyrke på 350 MPa, og den har høj slagsejhed og udmattelsesstyrke, hvilket forbedrer levetiden for skæreværktøjer og bjergboreværktøjer betydeligt.

Det lavere smeltepunkt for sølvkobber-loddemetal og den lavere termiske spænding i den loddede samling er gavnlige for at reducere tendensen til revner i hårdmetal under lodning. For at forbedre loddets befugtningsevne og forbedre samlingens styrke og arbejdstemperatur tilsættes ofte Mn, Ni og andre legeringselementer til loddet. For eksempel har b-ag50cuzncdni-loddet en fremragende befugtningsevne i forhold til hårdmetal, og den loddede samling har gode omfattende egenskaber.

Ud over de ovennævnte tre typer loddetilsatsmetaller kan Mn-baserede og Ni-baserede loddetilsatsmetaller, såsom b-mn50nicucrco og b-ni75crsib, vælges til hårdmetal, der bearbejdes over 500 ℃ og kræver høj samlingsstyrke. Til lodning af hurtigstål bør der vælges et specielt loddetilsatsmetal med en loddetemperatur, der matcher bratkølingstemperaturen. Dette tilsatsmetal er opdelt i to kategorier: den ene er ferromangan-tilsatsmetal, som hovedsageligt består af ferromangan og borax. Forskydningsstyrken af ​​den loddede samling er generelt omkring 100 MPa, men samlingen er tilbøjelig til revner; en anden type speciel kobberlegering, der indeholder Ni, Fe, Mn og Si, er ikke let til at forårsage revner i de loddede samlinger, og dens forskydningsstyrke kan øges til 300 MPa.

(2) Valget af loddeflusmiddel og beskyttelsesgas skal stemme overens med det basismetal og tilsatsmateriale, der skal svejses. Ved lodning af værktøjsstål og hårdmetal anvendes der primært borax og borsyre som loddeflusmiddel, og der tilsættes nogle fluorider (KF, NaF, CaF2 osv.). Fb301, fb302 og fb105 flusmidler anvendes til kobber-zinklodning, og fb101 ~ fb104 flusmidler anvendes til sølv-kobberlodning. Boraxflusmiddel anvendes hovedsageligt, når der anvendes specielt loddetilsatsmateriale til lodning af hurtigstål.

For at forhindre oxidation af værktøjsstål under lodning og for at undgå rengøring efter lodning kan gasbeskyttet lodning anvendes. Beskyttelsesgassen kan enten være inert gas eller reducerende gas, og gassens dugpunkt skal være lavere end -40 ℃. Hårdmetal kan loddes under beskyttelse af brint, og det krævede dugpunkt for brint skal være lavere end -59 ℃.

2. Loddeteknologi

Værktøjsstålet skal rengøres før lodning, og den bearbejdede overflade behøver ikke at være for glat for at lette befugtning og spredning af materialer og loddeflusmiddel. Overfladen af ​​hårdmetal skal sandblæses før lodning eller poleres med siliciumkarbid eller diamantslibeskive for at fjerne overskydende kulstof på overfladen, så det bliver befugtet af lodningsfyldmetal under lodning. Hårdmetal indeholdende titankarbid er vanskeligt at befugte. Kobberoxid eller nikkeloxidpasta påføres overfladen på en ny måde og bages i en reducerende atmosfære for at få kobber eller nikkel til at gå over til overfladen og dermed øge befugtningsevnen af ​​stærkt loddemetal.

Lodning af kulstofstål bør helst udføres før eller samtidig med bratkølingsprocessen. Hvis lodning udføres før bratkølingsprocessen, skal solidustemperaturen for det anvendte tilsatsmateriale være højere end bratkølingstemperaturområdet, således at svejsningen stadig har en tilstrækkelig høj styrke, når den genopvarmes til bratkølingstemperaturen uden at svigte. Når lodning og bratkøling kombineres, skal der vælges tilsatsmateriale med en solidustemperatur tæt på bratkølingstemperaturen.

Legeret værktøjsstål har en bred vifte af komponenter. Passende loddemateriale, varmebehandlingsproces og teknologi til at kombinere lodning og varmebehandlingsproces bør bestemmes i henhold til den specifikke ståltype for at opnå god samlingsydelse.

Køletemperaturen for hurtigstål er generelt højere end smeltetemperaturen for sølvkobber og kobberzinklodning, så det er nødvendigt at kølle før lodning og lodning under eller efter sekundær hærdning. Hvis køling er nødvendig efter lodning, kan kun det ovennævnte specielle loddetilsatsmetal anvendes til lodning. Ved lodning af skæreværktøjer til hurtigstål er det passende at bruge koksovn. Når loddetilsatsmetalen er smeltet, tages skæreværktøjet ud og sættes straks under tryk, det overskydende loddetilsatsmetal ekstruderes, derefter udføres oliekøling og derefter hærdes det ved 550 ~ 570 ℃.

Ved lodning af hårdmetalklingen med stålværktøjsstangen bør man anvende metoden med at øge loddegabet og påføre en plastkompensationspakning i loddegabet, og langsom afkøling bør udføres efter svejsning for at reducere loddespændingen, forhindre revner og forlænge hårdmetalværktøjsenhedens levetid.

Efter fibersvejsning skal flusmiddelrester på svejsningen vaskes med varmt vand eller en almindelig slaggefjernerblanding og derefter bejdses med en passende bejdseopløsning for at fjerne oxidfilmen på værktøjsstangen. Vær dog forsigtig med ikke at bruge salpetersyreopløsning for at forhindre korrosion af loddeforbindelsens metal.