การประสานเหล็กกล้าเครื่องมือและซีเมนต์คาร์ไบด์

1. วัสดุประสาน

(1) เหล็กกล้าเครื่องมือประสานและซีเมนต์คาร์ไบด์มักใช้ทองแดงบริสุทธิ์ ทองแดงสังกะสี และโลหะเติมประสานเงินทองแดงทองแดงบริสุทธิ์มีคุณสมบัติในการยึดเกาะได้ดีกับซีเมนต์คาร์ไบด์ทุกประเภท แต่ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดสามารถได้รับจากการประสานในบรรยากาศรีดิวซ์ของไฮโดรเจนในเวลาเดียวกัน เนื่องจากอุณหภูมิในการประสานสูง ความเค้นในข้อต่อจึงมีมาก ซึ่งนำไปสู่แนวโน้มการแตกร้าวที่เพิ่มขึ้นแรงเฉือนของข้อต่อที่ประสานด้วยทองแดงบริสุทธิ์อยู่ที่ประมาณ 150MPa และความเป็นพลาสติกของข้อต่อก็สูงเช่นกัน แต่ไม่เหมาะสำหรับงานที่อุณหภูมิสูง

โลหะเติมสังกะสีทองแดงเป็นโลหะเติมที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับการประสานเหล็กกล้าเครื่องมือและซีเมนต์คาร์ไบด์เพื่อปรับปรุงความสามารถในการเปียกของตัวประสานและความแข็งแรงของข้อต่อ Mn, Ni, Fe และองค์ประกอบโลหะผสมอื่น ๆ มักจะถูกเพิ่มเข้าไปในตัวประสานตัวอย่างเช่น เพิ่ม w (MN) 4% ลงใน b-cu58znmn เพื่อทำให้แรงเฉือนของข้อต่อประสานซีเมนต์คาร์ไบด์สูงถึง 300 ~ 320MPa ที่อุณหภูมิห้องยังคงสามารถรักษา 220 ~ 240mpa ที่ 320 ℃การเพิ่ม CO จำนวนเล็กน้อยบนพื้นฐานของ b-cu58znmn สามารถทำให้แรงเฉือนของข้อต่อแบบประสานถึง 350Mpa และมีความเหนียวในการกระแทกและความล้าสูง ช่วยยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือตัดและเครื่องมือเจาะหินได้อย่างมาก

จุดหลอมเหลวที่ต่ำกว่าของโลหะฟิลเลอร์ประสานเงินทองแดงและความเค้นทางความร้อนที่น้อยกว่าของข้อต่อประสานนั้นมีประโยชน์ในการลดแนวโน้มการแตกร้าวของซีเมนต์คาร์ไบด์ในระหว่างการประสานเพื่อปรับปรุงความสามารถในการเปียกของตัวประสานและปรับปรุงความแข็งแรงและอุณหภูมิในการทำงานของข้อต่อ Mn, Ni และองค์ประกอบโลหะผสมอื่น ๆ มักจะถูกเพิ่มเข้าไปในตัวประสานตัวอย่างเช่น หัวแร้ง b-ag50cuzncdni มีความสามารถในการเปียกน้ำที่ดีเยี่ยมสำหรับซีเมนต์คาร์ไบด์ และข้อต่อแบบประสานมีคุณสมบัติครอบคลุมที่ดี

นอกจากโลหะฟิลเลอร์ประสานสามประเภทข้างต้นแล้ว สามารถเลือกโลหะฟิลเลอร์ประสาน Mn และ Ni เช่น b-mn50nicucrco และ b-ni75crsib สำหรับซีเมนต์คาร์ไบด์ที่ทำงานที่อุณหภูมิสูงกว่า 500 ℃ และต้องการความแข็งแรงของข้อต่อสูงสำหรับการบัดกรีแข็งของเหล็กกล้าความเร็วสูง ควรเลือกโลหะเติมสำหรับการประสานแบบพิเศษที่มีอุณหภูมิการประสานที่ตรงกับอุณหภูมิในการชุบแข็งโลหะฟิลเลอร์นี้แบ่งออกเป็นสองประเภท: หนึ่งคือโลหะฟิลเลอร์ประเภทเฟอร์โรแมงกานีสซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยเฟอร์โรแมงกานีสและบอแรกซ์แรงเฉือนของข้อต่อประสานโดยทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 100MPa แต่ข้อต่อมีแนวโน้มที่จะร้าวโลหะผสมทองแดงชนิดพิเศษอีกชนิดหนึ่งที่มี Ni, Fe, Mn และ Si ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะทำให้เกิดรอยแตกในข้อต่อที่เชื่อมประสาน และสามารถเพิ่มแรงเฉือนได้ถึง 300mpa

(2) การเลือกฟลักซ์ประสานและฟลักซ์การประสานก๊าซป้องกันจะต้องจับคู่กับโลหะฐานและโลหะเติมที่จะเชื่อมเมื่อประสานเหล็กกล้าเครื่องมือและซีเมนต์คาร์ไบด์ ฟลักซ์การประสานที่ใช้ส่วนใหญ่เป็นบอแรกซ์และกรดบอริก และเติมฟลูออไรด์ (KF, NaF, CaF2 เป็นต้น)ฟลักซ์ Fb301, fb302 และ fb105 ใช้สำหรับบัดกรีทองแดงสังกะสี และฟลักซ์ fb101 ~ fb104 ใช้สำหรับบัดกรีทองแดงเงินบอแรกซ์ฟลักซ์ส่วนใหญ่จะใช้เมื่อใช้โลหะฟิลเลอร์ประสานพิเศษในการประสานเหล็กความเร็วสูง

เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันของเหล็กกล้าเครื่องมือในระหว่างการให้ความร้อนจากการประสานและเพื่อหลีกเลี่ยงการทำความสะอาดหลังจากการประสาน เราจึงสามารถใช้การบัดกรีแข็งแบบป้องกันแก๊สได้ก๊าซป้องกันอาจเป็นก๊าซเฉื่อยหรือก๊าซรีดิวซ์ก็ได้ และจุดน้ำค้างของแก๊สต้องต่ำกว่า -40 ℃ คาร์ไบด์ซีเมนต์สามารถประสานภายใต้การคุ้มครองของไฮโดรเจน และจุดน้ำค้างของไฮโดรเจนที่ต้องการจะต้องต่ำกว่า -59 ℃

2. เทคโนโลยีประสาน

ต้องทำความสะอาดเหล็กกล้าเครื่องมือก่อนการประสาน และพื้นผิวกลึงไม่จำเป็นต้องเรียบเกินไปเพื่อให้วัสดุเปียกและกระจายตัวและฟลักซ์การประสานพื้นผิวของซีเมนต์คาร์ไบด์จะต้องพ่นทรายก่อนการประสาน หรือขัดด้วยซิลิกอนคาร์ไบด์หรือล้อเจียรเพชรเพื่อขจัดคาร์บอนส่วนเกินออกจากพื้นผิว เพื่อให้เปียกด้วยโลหะเติมประสานระหว่างการประสานซีเมนต์คาร์ไบด์ที่มีไททาเนียมคาร์ไบด์ทำให้เปียกได้ยากวางทองแดงออกไซด์หรือนิกเกิลออกไซด์บนพื้นผิวของมันในรูปแบบใหม่และอบในบรรยากาศที่ลดลงเพื่อทำให้ทองแดงหรือนิกเกิลเปลี่ยนไปที่พื้นผิวเพื่อเพิ่มความสามารถในการเปียกของตัวประสานที่แข็งแรง

ควรทำการเชื่อมเหล็กกล้าเครื่องมือคาร์บอนก่อนหรือในเวลาเดียวกันกับกระบวนการชุบแข็งถ้าทำการประสานก่อนกระบวนการชุบแข็ง อุณหภูมิโซลิดัสของโลหะเติมที่ใช้จะต้องสูงกว่าช่วงอุณหภูมิในการดับ เพื่อให้การเชื่อมยังคงมีความแข็งแรงสูงเพียงพอเมื่อถูกทำให้ร้อนอีกครั้งจนถึงอุณหภูมิดับเมื่อประสานและชุบแข็ง จะต้องเลือกโลหะเติมที่มีอุณหภูมิโซลิดัสใกล้กับอุณหภูมิดับ

เหล็กกล้าเครื่องมือโลหะผสมมีส่วนประกอบที่หลากหลายโลหะฟิลเลอร์ประสานที่เหมาะสม กระบวนการบำบัดความร้อน และเทคโนโลยีของการรวมประสานและกระบวนการบำบัดความร้อนควรพิจารณาตามชนิดของเหล็กเฉพาะ เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพข้อต่อที่ดี

อุณหภูมิในการดับของเหล็กความเร็วสูงโดยทั่วไปจะสูงกว่าอุณหภูมิหลอมเหลวของทองแดงเงินและทองแดงประสานสังกะสี ดังนั้นจึงจำเป็นต้องดับก่อนที่จะประสานและประสานระหว่างหรือหลังการแบ่งเบาบรรเทาทุติยภูมิหากจำเป็นต้องชุบแข็งหลังจากการประสาน เฉพาะโลหะฟิลเลอร์ประสานพิเศษที่กล่าวถึงข้างต้นเท่านั้นที่สามารถใช้สำหรับการประสานเมื่อประสานเครื่องมือตัดเหล็กความเร็วสูง ควรใช้เตาถ่านโค้กเมื่อโลหะเติมประสานหลอมเหลว ให้นำเครื่องมือตัดออกและอัดแรงดันทันที ขับโลหะเติมประสานส่วนเกินออก จากนั้นจึงดับน้ำมัน และจากนั้นให้อุณหภูมิอยู่ที่ 550 ~ 570 ℃

เมื่อประสานใบมีดคาร์ไบด์ซีเมนต์กับแถบเครื่องมือเหล็ก ควรใช้วิธีการเพิ่มช่องว่างในการประสานและใช้ปะเก็นชดเชยพลาสติกในช่องว่างการประสาน และควรทำการระบายความร้อนช้าหลังจากการเชื่อมเพื่อลดความเครียดจากการประสาน ป้องกันรอยแตกและ ยืดอายุการใช้งานของชุดเครื่องมือซีเมนต์คาร์ไบด์

หลังจากการเชื่อมด้วยไฟเบอร์ ฟลักซ์ตกค้างบนรอยเชื่อมจะต้องล้างด้วยน้ำร้อนหรือส่วนผสมกำจัดตะกรันทั่วไป แล้วดองด้วยสารละลายดองที่เหมาะสมเพื่อขจัดฟิล์มออกไซด์บนแกนเครื่องมือฐานอย่างไรก็ตาม ระวังอย่าใช้สารละลายกรดไนตริกเพื่อป้องกันการกัดกร่อนของโลหะที่ประสานกัน