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金刚石刀具的焊接(一)

 
现在,超硬磨料钎焊东西的运用已从曩昔的玻璃、石材和陶瓷加工业,扩展到了硅资料、蓝宝石、碳纤维复合资料、塑料、聚酯复合板、橡胶、耐火资料、铸铁等加工业,其用量正日益增多。值得一提的是,在钛合金、锰钢合金和金属陶瓷等难加工的资料业,超硬磨料钎焊东西的运用具有其独特的优势。超硬磨料钎焊东西的特色即是尖利、效率高、排削能量大、工作温度低和单磨粒操纵力强、运用寿命长。
  
超硬磨料钎焊东西的制造首要分为三种办法:一是慵懒氛围维护下的隧道窑加热焊接办法;二是慵懒氛围维护下的感应加热焊接办法;三是真空维护下的炉内加热焊接办法。相对而言,第三种办法——真空钎焊法以其自除氧、自净化、熔融合金洁净、熔融合金细密、钎焊料熔点低50~80℃、削减高温对金刚石的热损伤、设备操作技能安稳、技能重复性强和便于规模化出产等特色,在超硬磨料钎焊东西制造过程中是最常用也是最好用的办法。

1  真空钎焊技能
超硬磨料东西的真空钎焊法制造办法中,最中心的是真空烧制技能,全部真空钎焊出产技能均是环绕真空烧制技能而打开拟定的。真空烧制技能技能中首要触及真空钎焊炉的功能、钎焊料在真空炉中的改动特性、金属基体在真空炉高温下的改动特性以及超硬磨料在真空炉高温下的改动特性等四大要素,只有充沛了解和把握这四大要素,才干利用真空钎焊法制造好的超硬磨料东西。
  
1.1  真空钎焊炉的功能

图1所示的是其中一种对比常用的真空钎焊设备——ZKR系列高真空钎焊炉。真空钎焊设备是制造超硬磨料钎焊东西的根底,其触及的技能功能关键首要有三个:真空设备的抽气速率是不是快、真空设备的极限真空值是不是高和真空设备的热场温度均匀性是不是好。

真空设备的抽气速率的快慢直接影响着真空炉内工件上挥发物的有用排出。在真空焊接过程中,工件上首要产生氧元素、有机物和钎焊料过渡元素等三种挥发物。有机物有必要在400℃之前去掉洁净,不然将会以碳元素的方式残留在工件中,影响工件的焊接强度;氧元素和钎焊料过渡元素有必要在钎焊料熔点之前去掉洁净,不然将会氧化钎焊料或在工件中留有残杂,影响工件的焊接强度。真空设备的抽气速率直接影响着挥发物的洁净扫除,所以,真空钎焊炉的抽气速率应是越快越好。
  
真空设备的极限真空值能够反映两个方面的状况。一是标明工件上的挥发物是不是被充沛排净,真空设备的极限真空值对比高,就说明工件上的挥发物扫除得对比洁净。二是标明真空设备是不是有漏气景象,真空设备的极限真空值对比高,就说明真空设备不存在漏气景象,就不会形成工件上的基体、超硬磨粒、钎焊料和有机胶等元件的二次氧化,就会将钎焊料的熔化温度大幅度下降,而且钎焊料的熔融形状非常好。所以,真空设备的极限真空值有必要高。
  
真空设备的热场温度均匀性直接影响着炉内一切工件焊接质量的一致性。由于钎焊料的熔融温度规模一般在10℃摆布,真空设备的热场温度均匀性对比差(温度均匀度≥10℃)时,将在炉中呈现欠烧焊接不牢和过烧损坏磨料等景象,呈现次品乃至呈现废品,所以,真空设备的热场温度均匀性有必要非常好。图2所示的是金刚石钎焊后准确的形状。

1.2  钎焊料在真空炉中的改动特性
  
现在,在用钎焊法制造超硬资料东西中,运用的首要是五类钎焊料:镍基钎焊料、镍-铜基钎焊料、铜基钎焊料、铜-银基钎焊料和银基钎焊料。在真空加热条件下,它们首要发作两个改动:
  
一是在真空钎焊过程中的升温期间,一般存在钎焊猜中过渡元素的蒸腾(如磷、硼等)。不一样的钎焊料、不一样的过渡元素,其蒸腾的温度和蒸腾洁净所需求的时刻也是不一样的,这就需求关于不一样的钎焊料、不一样的过渡元素,选用不一样的真空升温技能。
  
二是在真空钎焊过程中的降温期间,一般存在钎焊料合金的热应力改动。在真空钎焊过程中的升温期间,钎焊料不存在热应力改动疑问。当钎焊料熔融,完成对基体和超硬磨粒的潮湿后,在降温期间,一般钎焊料合金存在热应力改动疑问。一般状况下,钎焊料的热应力改动值为镍基钎焊料>镍-铜基钎焊料>铜基钎焊料>铜-银基钎焊料>银基钎焊料。当钎焊料合金热应力改动值大于基体的热应力改动值时,也许会引起基体的变形;当钎焊料合金热应力改动值大于超硬磨粒的热应力改动值时,关于热安稳性较差、易碎的超硬磨粒,也许会被挤破碎。所以,关于不一样的钎焊料,需求选用不一样的降温技能。
  
1.3  金属基体在真空炉高温下的改动特性
  
一般制造基体的原料是钢铁或不锈钢等。在真空加热条件下,首要发作两个改动:
  
一是热变形。受热应力的影响,基体外形尺度会发作必定的改动,这是在拟定操作技能时必定要注意的。标准钢材能够找到固定的热改动规则,特别是通过慢升温文慢降温的操作技能,基本能够操控,工件通过烧制后,其外形几许尺度契合用户的公役请求。
  
二是改动硬度或改动刚性。一般通过真空钎焊后,基体原料中的碳和其它元素会在晶界上被分离出来,基体的硬度将变软,其刚性也会变差,为了保证用户对工件硬度或刚性的请求,能够事先进步基体制造原料的硬度或刚性。
  
1.4  超硬磨料在真空炉高温下的改动特性
  
在真空的条件下,关于等第较好的超硬磨粒,在钎焊温度的规模内其自身的功能是不受温度影响的。但超硬磨粒的等第较差时,受温度影响对比大,首要表现在:因晶格发作改变而使得超硬磨粒强度变低,而且其外表还会有必定的热腐蚀。关于等第较差的超硬磨粒,应尽也许选用进步真空度、下降焊接温度、慢升温文慢降温的操作技能,最大也许下降其功能改动。

 

 

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点击次数:  更新时间:2016-09-09 09:01:58  【关闭