钎焊工艺石墨金刚石的钎焊方法

 焊接资讯     |      2019-11-18 09:56

哈里斯磷铜焊条

1、钎焊工艺石墨的钎焊方法可分为两类,一类是表面金属化后的钎焊,另一类是未经表面处理的钎焊。无论使用哪种方法,都应在组装焊接件之前对焊接件进行预处理,并用酒精或丙酮将石墨材料的表面污染擦拭干净。在表面金属化方法钎焊中,应在石墨表面上电镀一层Ni,Cu或在石墨表面上喷涂一层Ti,Zr或硅化钼。直接使用活性焊料钎焊是目前使用最广泛的方法,可以根据表16中提供的焊料选择钎焊的温度。可以将焊料夹紧在钎焊接头的中间或接近一端。当与热膨胀系数为钎焊的金属一起使用时,可以使用一定厚度的Mo或Ti作为中心

缓冲层(过渡层)在钎焊加热时可发生塑性变形,吸收热应力并避免石墨破裂。例如,使用Mo作为过渡接头真空钎焊石墨和耐腐蚀镍基过剩(HastelloyN)组件,使用B-Pd60Ni35Cr5焊料具有良好的耐熔盐腐蚀性能和抗辐射性能,钎焊温度为1260 ℃孵育10分钟。对于天然钻石,B-Ag68.8Cu16.7Ti4.5和B-Ag66Cu26Ti8可直接用作钎焊。 钎焊应在真空或低氩保护下进行。 钎焊的温度不应超过850°C。应选择更快的加热速度。 钎焊温度下的保持时间不应太长(通常约10s),以避免在界面上形成连续的TiC层。对于金刚石和钎焊合金钢,应添加塑料中间层或低膨胀合金层以进行过渡,以防止过度的热应力对金刚石晶粒造成损害。使用钎焊工艺制造用于超精密加工的车刀或镗刀。在钢体上制成20至100 mg的金刚石钎焊小颗粒,焊点的结合强度达到200至250 MPa。 聚晶钻石可以使用火焰钎焊,高频钎焊或真空钎焊。用于切割金属或石材的金刚石圆锯片应使用高频钎焊或火焰钎焊。应使用熔点较低的Ag-Cu-Ti活性焊料。 钎焊的温度应控制在850℃以下,并且加热时间不宜。太长并降低冷却速度。用于石油和地质钻探的聚晶金刚石钻头具有苛刻的工作条件,可以承受巨大的冲击载荷。可以使用镍基焊料,并且将纯铜箔用作真空钎焊的中间层。

例如,将直径为4.5〜4.5mm的350〜400粒圆柱形聚晶金刚石钎焊到35CrMo或40CrNiMo钢的齿孔中以形成切削齿。真空度为钎焊,真空度不小于5×10-2Pa。 钎焊温度为1020±5℃,保持时间为20±2min。

钎焊接头的剪切强度大于200 MPa。钎焊时,应尽可能利用焊件的重量来进行组装定位,以使金属零件位于上部

挤压石墨或多晶材料。使用夹具定位时,夹具的材料应与焊接零件的材料相似。 

2、铝基复合材料的钎焊

(1)钎焊特性铝基复合材料主要包括颗粒(包括晶须)增强和纤维增强。用于增强的材料是B,CB,SiC等。当钎焊和加热铝基复合材料时,基体Al和增强相之间容易发生化学反应,例如Si在焊料中快速扩散到基础材料,导致脆性倾倒层。它降低了材料性能,并且由于Al和增强相之间的线性膨胀系数非常不同,因此不当的钎焊加热会在界面处引起热应力,并容易导致接头开裂。另外,钎焊材料与增强相之间的润湿性差。复合材料的钎焊表面必须经过处理,或者应使用活性钎焊材料。应尽可能使用真空钎焊。 

(2)可以焊接B或B或SiC颗粒增强的铝基复合材料。焊接前的表面处理可以是砂纸抛光,钢丝刷清洁,碱洗或化学镀镍(镀层厚度0.05mm)。钎焊材料是S-Cd95Ag,S-Zn95Al和S-Cd83Zn,它们通过软的乙炔火焰加热。另外,S-Zn95Al焊锡可用于刮焊以获得较高的接合强度。短纤维增强6061铝基复合材料可通过真空钎焊连接。钎焊前,应先研磨表面,然后再用800粒度的砂纸研磨。在丙酮中超声清洗后,应将其在炉中钎焊。

钎焊材料主要使用Al-Si基钎焊材料。为了防止Si扩散到基材中,可以在复合材料的钎焊表面上覆盖一层纯铝箔阻隔层,或者可以选择钎焊强度较低的B -Al64SiMgBi(11.65i-15Mg- 0.5Bi)钎料,该钎料的熔化范围为554〜572℃,钎焊温度为580〜590℃,钎焊时间为5min,接头剪切强度大于80 MPa。对于石墨颗粒增强的铝基复合材料,目前在保护性气氛炉中进行钎焊是最成功的方法。为了提高润湿性,必须使用含镁的Al-Si焊料。像铝真空钎焊一样,铝基复合材料的真空钎焊会引入Mg蒸气或Ti吸气剂,并且添加一定量的Mg可以显着提高焊料的润湿性。