Lodding av verktøystål og sementert karbid

1. Loddingsmateriale

(1) Loddeverktøystål og sementerte karbider bruker vanligvis rent kobber, kobbersink og sølvkobber som tilsettmetaller. Rent kobber har god fuktbarhet mot alle typer sementerte karbider, men den beste effekten kan oppnås ved lodding i reduserende hydrogenatmosfære. Samtidig, på grunn av den høye loddetemperaturen, er spenningen i skjøten stor, noe som fører til økt sprekktendens. Skjærfastheten til skjøten loddet med rent kobber er omtrent 150 MPa, og skjøtens plastisitet er også høy, men den er ikke egnet for arbeid ved høye temperaturer.

Kobber-sinkfyllmetall er det mest brukte fyllmetallet for lodding av verktøystål og sementerte karbider. For å forbedre loddets fuktbarhet og styrken på skjøten, tilsettes ofte Mn, Ni, Fe og andre legeringselementer til loddet. For eksempel tilsettes 4 % w (MN) til b-cu58znmn for å få skjærfastheten til loddede skjøter av sementert karbid opp til 300 ~ 320 MPa ved romtemperatur; den kan fortsatt opprettholde 220 ~ 240 MPa ved 320 ℃. Tilsetning av en liten mengde CO basert på b-cu58znmn kan få skjærfastheten til den loddede skjøten opp til 350 MPa, og har høy slagfasthet og utmattingsstyrke, noe som forbedrer levetiden til skjæreverktøy og bergboreverktøy betydelig.

Det lavere smeltepunktet til sølvkobber-loddetilsett og den lavere termiske spenningen i den loddede skjøten er gunstig for å redusere tendensen til sprekkdannelse i sementert karbid under lodding. For å forbedre loddets fuktbarhet og styrke og arbeidstemperatur til skjøten, tilsettes ofte Mn, Ni og andre legeringselementer til loddet. For eksempel har b-ag50cuzncdni-loddetinn utmerket fuktbarhet i forhold til sementert karbid, og den loddede skjøten har gode omfattende egenskaper.

I tillegg til de tre ovennevnte typene loddetilsettmetaller, kan Mn-baserte og Ni-baserte loddetilsettmetaller, som b-mn50nicucrco og b-ni75crsib, velges for sementert karbid som bearbeides over 500 ℃ og krever høy fugestyrke. For lodding av hurtigstål bør det velges et spesielt loddetilsettmetall med en loddetemperatur som samsvarer med bråkjølingstemperaturen. Dette tilsettmetallet er delt inn i to kategorier: den ene er ferromangan-tilsettmetall, som hovedsakelig består av ferromangan og boraks. Skjærfastheten til den loddede skjøten er vanligvis omtrent 100 MPa, men skjøten er utsatt for sprekker. En annen type spesiell kobberlegering som inneholder Ni, Fe, Mn og Si er ikke lett å lage sprekker i de loddede skjøtene, og skjærfastheten kan økes til 300 MPa.

(2) Valget av loddeflussmiddel og dekkgass-loddeflussmiddel skal samsvare med basismetallet og tilsettmetallet som skal sveises. Ved lodding av verktøystål og sementert karbid brukes loddeflussmiddelet hovedsakelig boraks og borsyre, og noen fluorider (KF, NaF, CaF2, etc.) tilsettes. Fb301, fb302 og fb105-flussmidler brukes til kobber-sinklodding, og fb101 ~ fb104-flussmidler brukes til sølvkobberlodding. Boraksflussmiddel brukes hovedsakelig når spesielt loddetilsettmetall brukes til å lodde hurtigstål.

For å forhindre oksidasjon av verktøystål under lodding og for å unngå rengjøring etter lodding, kan gassbeskyttet lodding brukes. Beskyttelsesgassen kan enten være inertgass eller reduserende gass, og duggpunktet til gassen skal være lavere enn -40 ℃. Sementert karbid kan loddes under beskyttelse av hydrogen, og det nødvendige duggpunktet for hydrogen skal være lavere enn -59 ℃.

2. Loddingsteknologi

Verktøystålet må rengjøres før lodding, og den maskinerte overflaten trenger ikke å være for glatt for å lette fukting og spredning av materialer og loddefluks. Overflaten av sementert karbid skal sandblåses før lodding, eller poleres med silisiumkarbid eller diamantslipeskive for å fjerne overflødig karbon på overflaten, slik at det blir fuktet av lodding av fyllstoff under lodding. Sementert karbid som inneholder titankarbid er vanskelig å fukte. Kobberoksid eller nikkeloksidpasta påføres overflaten på en ny måte og bakes i en reduserende atmosfære for å få kobber eller nikkel til å gå over til overflaten, for å øke fuktbarheten til sterkt loddetinn.

Lodding av karbonverktøystål bør helst utføres før eller samtidig med bråkjølingsprosessen. Hvis lodding utføres før bråkjølingsprosessen, skal solidustemperaturen til tilsettmaterialet som brukes være høyere enn bråkjølingstemperaturområdet, slik at sveisestykket fortsatt har høy nok styrke når det varmes opp igjen til bråkjølingstemperaturen uten å svikte. Når lodding og bråkjøling kombineres, skal det velges tilsettmateriale med solidustemperatur nær bråkjølingstemperaturen.

Legert verktøystål har et bredt spekter av komponenter. Passende loddefyllmateriale, varmebehandlingsprosess og teknologi for å kombinere lodde- og varmebehandlingsprosessen bør bestemmes i henhold til den spesifikke ståltypen, for å oppnå god skjøtytelse.

Slokketemperaturen til hurtigstål er generelt høyere enn smeltetemperaturen til sølvkobber og kobbersinklodding, så det er nødvendig å bråkjøle før lodding og lodding under eller etter sekundær herding. Hvis bråkjøling er nødvendig etter lodding, kan bare det ovennevnte spesielle loddefyllstoffet brukes til lodding. Ved lodding av skjæreverktøy for hurtigstål er det hensiktsmessig å bruke koksovn. Når loddefyllstoffet er smeltet, ta ut skjæreverktøyet og trykk det umiddelbart, ekstruder overflødig loddefyllstoff, utfør deretter oljebråkjøling, og herd det deretter ved 550 ~ 570 ℃.

Ved lodding av sementert karbidblad med stålverktøystangen bør man bruke metoden med å øke loddegapet og påføre en plastkompensasjonspakning i loddegapet, og langsom avkjøling bør utføres etter sveising for å redusere loddespenningen, forhindre sprekker og forlenge levetiden til sementert karbidverktøyenheten.

Etter fibersveising skal flussrester på sveisestykket vaskes med varmt vann eller en generell blanding for slaggfjerning, og deretter beises med en passende beiseløsning for å fjerne oksidfilmen på verktøystangen. Vær imidlertid forsiktig med å ikke bruke salpetersyreløsning for å forhindre korrosjon av loddeforbindelsen.