Tungsten karbür çeliğe nasıl kaynaklanır

1. Lehimleme kaynak özelliği: 

Takım çeliği genellikle karbon takım çeliği, alaşımlı takım çeliği ve yüksek hız çeliğini içerirken, semente karbür karbürlerin sinterlenmesi ile yapılır (örneğin wolfram karbürTiC, vb.) ve metallerin (Co, vb.) toz yoluyla birleştirilmesi. Takım çeliği ve semente karbürün sert lehim kaynak teknolojisi veya tungsten karbür esas olarak aşağıdakilerin üretiminde kullanılır kesici aletler, KALIPLAR, ölçüm aletleri ve madenci̇li̇k araçlari. Bu makale tungsten karbür veya semente karbür kaynağını ayrıntılı olarak tanıtacaktır.

Takım çeliği sert lehimleme kaynağındaki temel sorun, yapısının ve performansının sert lehimleme işleminden kolayca etkilenmesidir. Sert lehim kaynak işlemi uygun değilse, yüksek sıcaklıkta tavlama, oksidasyon ve dekarbürizasyon gibi sorunlara neden olmak çok kolaydır. Örneğin, yüksek hız çeliği W18Cr4V'nin su verme sıcaklığı 1260-1280 ℃'dir. Yukarıdaki sorunlardan kaçınmak ve kesme sırasında maksimum sertlik ve aşınma direncini sağlamak için, sert lehimleme sıcaklığı su verme sıcaklığına uyarlanmalıdır.

Semente karbürün sert lehimleme özelliği zayıftır. Bunun nedeni semente karbürün karbon içeriğinin yüksek olması ve temizlenmemiş yüzeyin genellikle daha fazla serbest karbon içermesidir, bu da sert lehim malzemesinin ıslanmasını engeller. Buna ek olarak, semente karbür sert lehimleme sıcaklığında bir oksit filmi oluşturmak üzere kolayca oksitlenir ve bu da sert lehim dolgu metalinin ıslanmasını etkiler. Bu nedenle, sert lehimlemeden önce yüzey temizliği, sert lehim dolgu metalinin semente karbür üzerindeki ıslanabilirliğini iyileştirmek için çok önemlidir. Gerekirse, yüzey bakır kaplama veya nikel kaplama gibi önlemler de alınabilir.

Semente karbür lehimleme veya tungsten karbür kaynağındaki bir diğer sorun da bağlantının çatlamaya eğilimli olmasıdır. Bunun nedeni, doğrusal genleşme katsayısının düşük karbonlu çeliğin sadece yarısı kadar olmasıdır. Semente karbür bu tür bir çeliğin alt tabakası ile lehimlendiğinde, bağlantıda büyük bir termal gerilim oluşacak ve bu da bağlantının çatlamasına neden olacaktır. Bu nedenle, semente karbür farklı malzemelerle lehimlenirken çatlamayı önleyici tedbirler alınmalıdır.

2. Lehimleme kaynak malzemeleri:

(1) Sert lehim dolgu metali Saf bakır, bakır-çinko ve gümüş-bakır sert lehim dolgu maddeleri genellikle takım çeliği ve semente karbürün sert lehimlenmesi için kullanılır. Saf bakır, çeşitli semente karbürler için iyi ıslanabilirliğe sahiptir, ancak en iyi etkiyi elde etmek için hidrojen azaltıcı bir atmosferde lehimlenmesi gerekir. Aynı zamanda, yüksek sert lehimleme sıcaklığı nedeniyle, bağlantıdaki gerilim büyüktür ve bu da çatlama eğiliminin artmasına neden olur. Saf bakır ile lehimlenen eklemin kesme mukavemeti yaklaşık 150MPa'dır ve eklem plastisitesi de yüksektir, ancak yüksek sıcaklıkta çalışma için uygun değildir.

Bakır-çinko sert lehim dolgu metali, takım çeliği ve semente karbürün sert lehimlenmesinde en yaygın kullanılan sert lehim dolgu metalidir. Sert lehim dolgu metalinin ıslanabilirliğini ve bağlantının mukavemetini artırmak için sert lehim dolgu metaline genellikle Mn, Ni ve Fe gibi alaşım elementleri eklenir. Örneğin, B-Cu58ZnMn 4% w(Mn) içerir, bu da semente karbür lehimli bağlantının kesme mukavemetinin oda sıcaklığında 300-320MPa'ya ulaşmasını sağlar: 320°C'de hala 220-240MPa'yı koruyabilir. B-Cu58ZnMn'ye az miktarda Co eklenmesi, lehimli bağlantının kesme mukavemetinin 350MPa'ya ulaşmasını sağlayabilir ve yüksek darbe tokluğuna ve yorulma mukavemetine sahiptir, bu da kesici takımların ve kaya delme aletlerinin hizmet ömrünü önemli ölçüde artırır.

 Gümüş-bakır sert lehim dolgu metali düşük bir erime noktasına sahiptir ve sert lehimli bağlantı tarafından üretilen termal stres küçüktür, bu da sert lehimleme sırasında sinterlenmiş karbürün çatlama eğilimini azaltmaya yardımcı olur. Sert lehim dolgu metalinin ıslanabilirliğini iyileştirmek ve bağlantının mukavemetini ve çalışma sıcaklığını artırmak için, sert lehim dolgu metaline genellikle Mn ve Ni gibi alaşım elementleri eklenir. Örneğin, B-Ag50CuZnCdNi sert lehim dolgu metali semente karbür üzerinde mükemmel ıslanabilirliğe sahiptir ve sert lehimli bağlantı iyi bir kapsamlı performansa sahiptir.

Yukarıdaki üç tip sert lehim dolgu metaline ek olarak, B-Mn50NiCuCrCo ve B-Ni75CrSiB gibi Mn bazlı ve Ni bazlı sert lehim dolgu metalleri, 500°C'nin üzerinde çalışan ve yüksek bağlantı mukavemeti gereksinimleri olan semente karbür için kullanılabilir. Yüksek hız çeliğinin sert lehimlenmesi için, Tablo 3'te gösterildiği gibi su verme sıcaklığına uygun sert lehimleme sıcaklığına sahip özel bir sert lehim dolgu metali seçilmelidir, bu tip sert lehim dolgu metali iki kategoriye ayrılır. Birincisi, esas olarak ferromanganez ve borakstan oluşan ferromanganez sert lehim dolgu metalidir. Lehimli bağlantının kesme mukavemeti genellikle yaklaşık 100MPa'dır, ancak bağlantı çatlamaya eğilimlidir: diğeri Ni, Fe, Mn ve Si içeren özel bir bakır alaşımıdır. Bununla lehimlenen eklemin çatlaması kolay değildir ve kesme mukavemeti 300MPa'ya yükseltilebilir.

(2) Sert lehim flaksı ve koruyucu gaz Sert lehim flaksı seçimi, kaynak yapılacak ana malzeme ve seçilen sert lehim dolgu metali ile eşleştirilmelidir. Takım çeliği ve semente karbür lehimlenirken, kullanılan lehimleme flaksı esas olarak boraks ve borik asittir ve bazı florürler (KF, NaF, CaF2, vb.) ilave edilir. Bakır-çinko sert lehim dolgu metalleri FB301, FB302 ve FBl05 sert lehim flaksları ile ve gümüş-bakır sert lehim dolgu metalleri FBl01~FBl04 sert lehim flaksları ile donatılmıştır. Özel sert lehim dolgu metalleri ile yüksek hız çeliği sert lehimlenirken, esas olarak boraks sert lehim flaksı kullanılır.

Sert lehimleme ısıtması sırasında takım çeliğinin oksitlenmesini önlemek ve sert lehimlemeden sonra temizlikten kaçınmak için gaz korumalı sert lehimleme kullanılabilir. Koruyucu gaz bir inert gaz veya bir indirgeyici gaz olabilir ve gazın çiğlenme noktasının -40°C'den düşük olması gerekir. Semente karbür hidrojen koruması altında sert lehimlenebilir ve gerekli hidrojenin çiğlenme noktası -59°C'den düşük olmalıdır.

3. Lehimleme teknolojisi:

Takım çeliği sert lehimlemeden önce temizlenmelidir ve sert lehim dolgu metalinin ve sert lehim maddesinin ıslanmasını ve yayılmasını kolaylaştırmak için işlenmiş yüzeyin çok pürüzsüz olması gerekmez. Semente karbürün yüzeyi, sert lehimleme sırasında sert lehim dolgu metali tarafından ıslatılabilmesi için yüzeydeki fazla karbonu gidermek amacıyla sert lehimlemeden önce silikon karbür veya elmas taşlama diski ile kumlanmalı veya parlatılmalıdır. Titanyum karbür içeren semente karbürün ıslatılması daha zordur. Yüzeyine bakır oksit veya nikel oksit pasta kaplanarak ve bakır veya nikelin yüzeye geçişini sağlamak için indirgeyici bir atmosferde pişirilerek sert lehim dolgu metalinin ıslanabilirliği artırılır.

Karbon takım çeliği sert lehimleme en iyi şekilde su verme işleminden önce veya su verme işlemiyle aynı zamanda gerçekleştirilir. Sert lehimleme su verme işleminden önce yapılırsa, kullanılan sert lehim dolgu metalinin solidus sıcaklığı su verme sıcaklık aralığından daha yüksek olmalıdır, böylece kaynak, su verme sıcaklığına yeniden ısıtıldığında hala yeterince yüksek bir mukavemete sahip olur ve başarısız olmaz. Sert lehimleme ve su verme birlikte yapıldığında, katılaşma sıcaklığı su verme sıcaklığına yakın olan bir sert lehim dolgu metali seçilmelidir. Alaşımlı takım çeliği geniş bir bileşim aralığına sahiptir. İyi bir bağlantı performansı elde etmek için uygun sert lehim dolgu metali, ısıl işlem prosesi ve sert lehimleme ile ısıl işlem prosesini birleştiren teknoloji belirli çelik tipine göre belirlenmelidir.

Yüksek hız çeliğinin su verme sıcaklığı genellikle gümüş-bakır ve bakır-çinko sert lehim dolgu metallerinin erime sıcaklığından daha yüksektir. Bu nedenle, sert lehimlemeden önce su vermek ve ikincil temperleme sırasında veya sonrasında sert lehim yapmak gerekir. Sert lehimlemeden sonra su verme işlemi yapılması gerekiyorsa, sert lehimleme için sadece yukarıda belirtilen özel sert lehim dolgu metali kullanılabilir. Yüksek hızlı çelik aletleri sert lehimlerken kok fırını kullanmak daha uygundur. Sert lehim dolgu metali eridiğinde, aleti çıkarın ve fazla sert lehim dolgu metalini sıkmak için hemen basınç uygulayın, ardından yağla su verin ve ardından 550-570°C'de temperleyin.

Karbür bıçakları ve çelik takım tutucuları sert lehimlerken, sert lehimleme gerilimini azaltmak, çatlakları önlemek ve karbür takım bileşenlerinin hizmet ömrünü uzatmak için sert lehimleme boşluğunun artırılması ve sert lehimleme boşluğuna plastik dengeleme contaları uygulanması ve kaynak sonrası soğutmanın yavaşlatılması tavsiye edilir. Sert lehimlemeden sonra, kaynak parçasındaki flaks kalıntısı sıcak su veya genel bir cüruf giderme karışımı ile yıkanmalı ve ardından temel takım çubuğundaki oksit filmini çıkarmak için uygun bir asitleme çözeltisi ile asitlenmelidir. Ancak, sert lehim metalinin korozyona uğramasını önlemek için nitrik asit çözeltisi kullanmamaya dikkat edin.