لحیم کاری فولاد ابزار و کاربید سیمانی

1. مواد لحیم کاری

(1) فولادهای ابزار لحیم کاری و کاربیدهای سیمانی معمولاً از فلزات پرکننده لحیم کاری مس خالص، مس روی و مس نقره استفاده می کنند.مس خالص ترشوندگی خوبی به انواع کاربیدهای سیمانی دارد، اما بهترین اثر را می توان با لحیم کاری در اتمسفر کاهنده هیدروژن به دست آورد.در عین حال به دلیل دمای بالای لحیم کاری، تنش در اتصال زیاد است که منجر به افزایش تمایل به ترک می شود.استحکام برشی اتصال لحیم کاری شده با مس خالص حدود 150 مگاپاسکال است و پلاستیسیته اتصال نیز بالا است، اما برای کارهای با دمای بالا مناسب نیست.

فلز پرکننده روی مس رایج ترین فلز پرکننده برای لحیم کاری فولادهای ابزار و کاربیدهای سیمانی است.به منظور بهبود ترشوندگی لحیم کاری و استحکام اتصال، غالباً منگنز، نیکل، آهن و سایر عناصر آلیاژی به لحیم کاری اضافه می شود.به عنوان مثال، w (MN) 4% به b-cu58znmn اضافه می شود تا مقاومت برشی اتصالات لحیم کاری شده با کاربید سیمانی به 300 ~ 320MPa در دمای اتاق برسد.هنوز هم می تواند 220 ~ 240mpa را در 320 ℃ حفظ کند.افزودن مقدار کمی CO بر اساس b-cu58znmn می تواند استحکام برشی اتصال لحیم کاری شده را به 350 مگاپاسکال برساند و چقرمگی ضربه و استحکام خستگی بالایی دارد و به طور قابل توجهی عمر ابزارهای برش و ابزارهای حفاری سنگ را بهبود می بخشد.

نقطه ذوب پایین فلز پرکننده لحیم کاری مس نقره و تنش حرارتی کمتر اتصال لحیم کاری شده برای کاهش تمایل به ترک خوردگی کاربید سیمانی در حین لحیم کاری مفید است.به منظور بهبود ترشوندگی لحیم کاری و بهبود استحکام و دمای کاری اتصال، منگنز، نیکل و سایر عناصر آلیاژی اغلب به لحیم اضافه می‌شوند.به عنوان مثال، لحیم کاری b-ag50cuzncdni ترشوندگی عالی نسبت به کاربید سیمانی دارد و اتصال لحیم کاری شده خواص جامع خوبی دارد.

علاوه بر سه نوع فلزات پرکننده لحیم کاری فوق، فلزات پرکننده لحیم کاری بر پایه منگنز و نیکل مانند b-mn50nicucrco و b-ni75crsib را می توان برای کاربید سیمانی که در دمای بالای 500 درجه سانتیگراد کار می کند و به استحکام اتصال بالا نیاز دارد، انتخاب کرد.برای لحیم کاری فولاد پرسرعت، باید فلز پرکننده مخصوص لحیم کاری با دمای لحیم کاری مطابق با دمای کوئنچ انتخاب شود.این فلز پرکننده به دو دسته تقسیم می شود: یکی پرکننده فلزی از نوع فرومنگنز است که عمدتاً از فرومنگنز و بوراکس تشکیل شده است.استحکام برشی اتصال لحیم کاری شده به طور کلی حدود 100 مگاپاسکال است، اما اتصال مستعد ترک است.نوع دیگری از آلیاژ مس ویژه حاوی نیکل، آهن، منگنز و سی به راحتی ایجاد ترک در اتصالات لحیم کاری شده نیست و می توان مقاومت برشی آن را تا 300 mpa افزایش داد.

(2) انتخاب شار لحیم کاری و شار لحیم کاری گاز محافظ باید با فلز پایه و فلز پرکننده مورد جوش مطابقت داشته باشد.هنگام لحیم کاری فولاد ابزار و کاربید سیمانی، شار لحیم کاری مورد استفاده عمدتا بوراکس و اسید بوریک است و مقداری فلوراید (KF، NaF، CaF2 و غیره) به آن اضافه می شود.برای لحیم کاری مس روی از فلاکس های Fb301، fb302 و fb105 و برای لحیم کاری مس نقره ای از فلاکس های fb101 ~ fb104 استفاده می شود.شار بوراکس عمدتاً زمانی استفاده می شود که از فلز پرکننده مخصوص لحیم کاری برای لحیم کاری فولاد با سرعت بالا استفاده شود.

به منظور جلوگیری از اکسید شدن فولاد ابزار در هنگام حرارت دادن لحیم کاری و جلوگیری از تمیز کردن پس از لحیم کاری، می توان از لحیم کاری محافظ گاز استفاده کرد.گاز محافظ می تواند گاز خنثی یا گاز کاهنده باشد و نقطه شبنم گاز باید کمتر از -40 ℃ کاربید سیمانی تحت حفاظت هیدروژن لحیم کاری شود و نقطه شبنم هیدروژن مورد نیاز باید کمتر از -59 باشد. ℃.

2. تکنولوژی لحیم کاری

فولاد ابزار باید قبل از لحیم کاری تمیز شود و سطح ماشین کاری شده نباید خیلی صاف باشد تا خیس شدن و پخش شدن مواد و شار لحیم کاری را تسهیل کند.سطح کاربید سیمانی باید قبل از لحیم کاری با ماسه بلاست شود، یا با کاربید سیلیکون یا چرخ سنگ زنی الماس صیقل داده شود تا کربن بیش از حد روی سطح حذف شود تا با لحیم کاری فلز پرکننده در حین لحیم کاری خیس شود.کاربید سیمانی حاوی کاربید تیتانیوم به سختی خیس می شود.اکسید مس یا خمیر اکسید نیکل به روشی جدید بر روی سطح آن اعمال می شود و در یک اتمسفر کاهنده پخته می شود تا مس یا نیکل را به سطح انتقال دهد تا ترشوندگی لحیم کاری قوی افزایش یابد.

لحیم کاری فولاد ابزار کربنی ترجیحاً باید قبل یا همزمان با فرآیند کوئنچ انجام شود.اگر لحیم کاری قبل از فرآیند کوئنچ انجام شود، دمای جامدوس فلز پرکننده مورد استفاده باید بالاتر از محدوده دمای کوئنچ باشد، به طوری که هنگام گرم شدن مجدد تا دمای کوئنچ بدون شکست، جوش همچنان از استحکام کافی بالایی برخوردار باشد.هنگامی که لحیم کاری و کوئنچ با هم ترکیب می شوند، فلز پرکننده با دمای جامدوس نزدیک به دمای کوئنچ باید انتخاب شود.

فولاد ابزار آلیاژی دارای طیف گسترده ای از اجزا است.فلز پرکننده لحیم کاری مناسب، فرآیند عملیات حرارتی و فناوری ترکیب لحیم کاری و فرآیند عملیات حرارتی باید با توجه به نوع فولاد خاص تعیین شود تا عملکرد اتصال خوب حاصل شود.

دمای کوئنچ فولاد پرسرعت عموماً بالاتر از دمای ذوب مس نقره و لحیم مس روی است، بنابراین لازم است قبل از لحیم کاری خاموش شود و در حین یا پس از تلطیف ثانویه لحیم کاری شود.اگر پس از لحیم کاری نیاز به کوئنچ باشد، فقط می توان از فلز پرکننده مخصوص لحیم کاری فوق الذکر برای لحیم کاری استفاده کرد.هنگام لحیم کاری ابزارهای برش فولادی با سرعت بالا، استفاده از کوره کک مناسب است.هنگامی که فلز پرکننده لحیم کاری ذوب شد، ابزار برش را خارج کرده و فوراً آن را تحت فشار قرار دهید، فلز پرکننده لحیم کاری اضافی را بیرون بیاورید، سپس روغن را خاموش کنید و سپس آن را در دمای 550 ~ 570 ℃ قرار دهید.

هنگام لحیم کاری تیغه کاربید سیمانی با میله ابزار فولادی، روش افزایش شکاف لحیم کاری و اعمال واشر جبرانی پلاستیکی در شکاف لحیم کاری باید اتخاذ شود و پس از جوشکاری باید خنک سازی آهسته انجام شود تا تنش لحیم کاری کاهش یابد، از ایجاد ترک و ترک خوردگی جلوگیری شود. عمر مفید مجموعه ابزار کاربید سیمانی را افزایش دهید.

پس از جوشکاری الیاف، باقیمانده شار روی جوش باید با آب داغ یا مخلوط حذف سرباره عمومی شسته شود و سپس با محلول ترشی مناسب ترشی شود تا فیلم اکسید روی میله ابزار پایه حذف شود.با این حال، مراقب باشید که از محلول اسید نیتریک برای جلوگیری از خوردگی فلز اتصال لحیم کاری استفاده نکنید.