(1) Características da brasagem Os problemas envolvidos na brasagem policristalina de grafite e diamante são muito semelhantes aos encontrados na brasagem cerâmica.Em comparação com o metal, a solda é difícil de molhar materiais policristalinos de grafite e diamante, e seu coeficiente de expansão térmica é muito diferente do dos materiais estruturais gerais.Os dois são aquecidos diretamente no ar, e a oxidação ou carbonização ocorrerá quando a temperatura exceder 400 ℃.Portanto, a brasagem a vácuo deve ser adotada e o grau de vácuo não deve ser inferior a 10-1pa.Como a resistência de ambos não é alta, se houver tensão térmica durante a brasagem, podem ocorrer trincas.Tente selecionar metal de adição de brasagem com baixo coeficiente de expansão térmica e controle rigorosamente a taxa de resfriamento.Uma vez que a superfície de tais materiais não é fácil de ser molhada por metais de enchimento de brasagem comuns, uma camada de 2,5 ~ 12,5 um de espessura W, Mo e outros elementos podem ser depositados na superfície de materiais policristalinos de grafite e diamante por modificação de superfície (revestimento a vácuo , pulverização de íons, pulverização de plasma e outros métodos) antes da brasagem e formar carbonetos correspondentes com eles, ou metais de enchimento de brasagem de alta atividade podem ser usados.
Grafite e diamante têm muitos graus, que diferem em tamanho de partícula, densidade, pureza e outros aspectos, e possuem diferentes características de brasagem.Além disso, se a temperatura dos materiais de diamante policristalino exceder 1000 ℃, a taxa de desgaste policristalino começa a diminuir e a taxa de desgaste diminui em mais de 50% quando a temperatura excede 1200 ℃.Portanto, quando o diamante de brasagem a vácuo, a temperatura de brasagem deve ser controlada abaixo de 1200 ℃, e o grau de vácuo não deve ser inferior a 5 × 10-2Pa.
(2) A escolha do metal de adição de brasagem é baseada principalmente no uso e no processamento da superfície.Quando usado como material resistente ao calor, deve ser selecionado o metal de adição de brasagem com alta temperatura de brasagem e boa resistência ao calor;Para materiais resistentes à corrosão química, são selecionados metais de adição de brasagem com baixa temperatura de brasagem e boa resistência à corrosão.Para a grafite após o tratamento de metalização da superfície, pode ser usada solda de cobre puro com alta ductilidade e boa resistência à corrosão.A solda ativa à base de prata e cobre tem boa molhabilidade e fluidez para grafite e diamante, mas a temperatura de serviço da junta soldada é difícil de exceder 400 ℃.Para componentes de grafite e ferramentas diamantadas usadas entre 400 ℃ e 800 ℃, geralmente são usados metais de enchimento à base de ouro, base de paládio, base de manganês ou base de titânio.Para juntas usadas entre 800 ℃ e 1000 ℃, devem ser usados metais de adição à base de níquel ou broca.Quando os componentes de grafite são usados acima de 1000 ℃, metais de adição de metal puro (Ni, PD, Ti) ou metais de adição de liga contendo molibdênio, Mo, Ta e outros elementos que podem formar carbonetos com carbono podem ser usados.
Para grafite ou diamante sem tratamento de superfície, os metais de adição ativos na tabela 16 podem ser usados para brasagem direta.A maioria desses metais de adição são ligas binárias ou ternárias à base de titânio.O titânio puro reage fortemente com o grafite, que pode formar uma camada de metal duro muito espessa, e seu coeficiente de expansão linear é bastante diferente do grafite, que é fácil de produzir trincas, por isso não pode ser usado como solda.A adição de Cr e Ni ao Ti pode reduzir o ponto de fusão e melhorar a molhabilidade com cerâmica.O Ti é uma liga ternária, composta principalmente por Ti Zr, com adição de TA, Nb e outros elementos.Tem um baixo coeficiente de expansão linear, o que pode reduzir a tensão de brasagem.A liga ternária composta principalmente de Ti Cu é indicada para brasagem de grafite e aço, e a junta possui alta resistência à corrosão.
Tabela 16 metais de adição de brasagem para brasagem direta de grafite e diamante
(3) Processo de brasagem Os métodos de brasagem de grafite podem ser divididos em duas categorias, uma é a brasagem após a metalização da superfície e a outra é a brasagem sem tratamento de superfície.Independentemente do método usado, a soldagem deve ser pré-tratada antes da montagem e os contaminantes da superfície dos materiais de grafite devem ser limpos com álcool ou acetona.No caso de brasagem de metalização de superfície, uma camada de Ni, Cu ou uma camada de Ti, Zr ou dissilicida de molibdênio deve ser revestida na superfície de grafite por pulverização de plasma e, em seguida, metal de adição à base de cobre ou metal de adição à base de prata deve ser usado para brasagem .A brasagem direta com solda ativa é o método mais utilizado atualmente.A temperatura de brasagem pode ser selecionada de acordo com a solda fornecida na tabela 16. A solda pode ser fixada no meio da junta brasada ou perto de uma extremidade.Ao soldar com um metal com um grande coeficiente de expansão térmica, Mo ou Ti com uma certa espessura podem ser usados como camada intermediária intermediária.A camada de transição pode produzir deformação plástica durante o aquecimento por brasagem, absorver o estresse térmico e evitar rachaduras de grafite.Por exemplo, o Mo é usado como junta de transição para brasagem a vácuo de componentes de grafite e hastelloyn.A solda B-pd60ni35cr5 com boa resistência à corrosão e radiação de sal fundido é usada.A temperatura de brasagem é de 1260 ℃ e a temperatura é mantida por 10 minutos.
O diamante natural pode ser soldado diretamente com b-ag68.8cu16.7ti4.5, b-ag66cu26ti8 e outras soldas ativas.A brasagem deve ser realizada sob vácuo ou com baixa proteção de argônio.A temperatura de brasagem não deve exceder 850 ℃, e uma taxa de aquecimento mais rápida deve ser selecionada.O tempo de espera na temperatura de brasagem não deve ser muito longo (geralmente cerca de 10s) para evitar a formação de uma camada contínua de tic na interface.Ao soldar diamante e aço de liga, deve-se adicionar uma camada intermediária de plástico ou uma camada de liga de baixa expansão para a transição para evitar danos aos grãos de diamante causados por estresse térmico excessivo.A ferramenta de torneamento ou ferramenta de perfuração para usinagem de ultra precisão é fabricada pelo processo de brasagem, que brasa 20 ~ 100mg de diamante de partículas pequenas no corpo de aço, e a força da junta da junta de brasagem atinge 200 ~ 250mpa
O diamante policristalino pode ser soldado por chama, alta frequência ou vácuo.Brasagem de alta frequência ou brasagem por chama devem ser adotadas para corte de metal ou pedra com lâmina de serra circular diamantada.O metal de adição de brasagem ativa Ag Cu Ti com baixo ponto de fusão deve ser selecionado.A temperatura de brasagem deve ser controlada abaixo de 850 ℃, o tempo de aquecimento não deve ser muito longo e uma taxa de resfriamento lenta deve ser adotada.Brocas de diamante policristalino usadas em petróleo e perfuração geológica têm más condições de trabalho e suportam enormes cargas de impacto.O metal de adição de brasagem à base de níquel pode ser selecionado e a folha de cobre puro pode ser usada como camada intermediária para brasagem a vácuo.Por exemplo, 350 ~ 400 cápsulas Ф 4,5 ~ 4,5 mm de diamante policristalino colunar são soldados nas perfurações de aço 35CrMo ou 40CrNiMo para formar dentes de corte.A brasagem a vácuo é adotada e o grau de vácuo não é inferior a 5 × 10-2Pa, a temperatura de brasagem é 1020 ± 5 ℃, o tempo de retenção é 20 ± 2min e a resistência ao cisalhamento da junta de brasagem é superior a 200mpa
Durante a brasagem, o peso próprio da soldagem deve ser utilizado para montagem e posicionamento o máximo possível para fazer a peça metálica pressionar o grafite ou material policristalino na parte superior.Ao usar o acessório para posicionamento, o material do acessório deve ser o material com o coeficiente de expansão térmica semelhante ao da soldagem.
Hora da postagem: 13 de junho de 2022