1. Прыпой
(1) Для паяння інструментальных сталей і цвёрдых сплаваў звычайна выкарыстоўваюцца прыпоі з чыстай медзі, медзі, цынку і срэбра, медзі. Чыстая медзь добра змочваецца ўсімі відамі цвёрдых сплаваў, але найлепшы эфект можна атрымаць пры пайцы ў аднаўленчай атмасферы вадароду. У той жа час з-за высокай тэмпературы пайкі напружанне ў злучэнні вялікае, што прыводзіць да павелічэння схільнасці да расколін. Трываласць злучэння, паянага чыстай меддзю, на зрух складае каля 150 МПа, а пластычнасць злучэння таксама высокая, але яно не падыходзіць для працы пры высокіх тэмпературах.
Медзь-цынкавы прыпой з'яўляецца найбольш распаўсюджаным прыпоем для паяння інструментальных сталей і цвёрдасплаўных сплаваў. Для паляпшэння змочвальнасці прыпоя і трываласці злучэння ў прыпой часта дадаюць Mn, Ni, Fe і іншыя легіруючыя элементы. Напрыклад, да b-cu58znmn дадаецца 4% w (MN), каб трываласць на зрух цвёрдасплаўных паяных злучэнняў дасягнула 300 ~ 320 МПа пры пакаёвай тэмпературы; пры 320 ℃ трываласць на зрух можа падтрымлівацца на ўзроўні 220 ~ 240 МПа. Даданне невялікай колькасці CO на аснове b-cu58znmn можа павялічыць трываласць на зрух паянага злучэння да 350 МПа, а таксама забяспечыць высокую ўдарную вязкасць і трываласць на стомленасць, што значна павялічвае тэрмін службы рэжучага інструмента і інструмента для свідравання горных парод.
Больш нізкая тэмпература плаўлення прыпою з срэбра і медзі і меншае тэрмічнае напружанне паянага злучэння спрыяюць зніжэнню схільнасці цвёрдасплавнага цвёрдага сплаву да расколін падчас паяння. Для паляпшэння змочвальнасці прыпою, павышэння трываласці і працоўнай тэмпературы злучэння ў прыпой часта дадаюць Mn, Ni і іншыя легіруючыя элементы. Напрыклад, прыпой b-ag50cuzncdni мае выдатную змочвальнасць цвёрдасплавнага сплаву, а паянае злучэнне мае добрыя комплексныя ўласцівасці.
Акрамя трох вышэйзгаданых тыпаў прыпояў, для працы з цвёрдасплаўнымі сплавамі пры тэмпературы вышэй за 500 ℃, якія патрабуюць высокай трываласці злучэння, можна выбраць прыпоі на аснове Mn і Ni, такія як b-mn50nicucrco і b-ni75crsib. Для паяння хуткарэзнай сталі варта выбіраць спецыяльны прыпой з тэмпературай паяння, якая адпавядае тэмпературы загартоўкі. Гэты прыпой падзяляецца на дзве катэгорыі: першая - гэта прыпой ферамарганцу, які ў асноўным складаецца з ферамарганцу і буры. Трываласць на зрух паянага злучэння звычайна складае каля 100 МПа, але злучэнне схільнае да расколін; іншы від спецыяльнага меднага сплаву, які змяшчае Ni, Fe, Mn і Si, не так лёгка ўтвараць расколіны ў паяных злучэннях, і яго трываласць на зрух можа быць павялічана да 300 МПа.
(2) Выбар флюсу для паяння і флюсу для паяння ў ахоўным газе павінен адпавядаць асноўнаму металу і прысаднаму металу, якія падлягаюць зварцы. Пры пайцы інструментальнай сталі і цвёрдасплаўнага сплаву ў якасці прысаднага флюсу выкарыстоўваюцца ў асноўным бура і борная кіслата, а таксама некаторыя фторыды (KF, NaF, CaF2 і г.д.). Флюсы Fb301, fb302 і fb105 выкарыстоўваюцца для медна-цынкавага прыпою, а флюсы fb101 ~ fb104 - для срэбна-меднага прыпою. Флюс з буры ў асноўным выкарыстоўваецца, калі для паяння хуткарэзнай сталі выкарыстоўваецца спецыяльны прысадны метал.
Каб прадухіліць акісленне інструментальнай сталі падчас паяння і пазбегнуць ачысткі пасля паяння, можна выкарыстоўваць пайку ў асяроддзі ахоўнага газу. У якасці ахоўнага газу можа выкарыстоўвацца інэртны газ або аднаўленчы газ, а тэмпература расы газу павінна быць ніжэй за -40 ℃. Цвёрдасплаўны сплав можна паяць у асяроддзі вадароду, а тэмпература расы вадароду павінна быць ніжэй за -59 ℃.
2. Тэхналогія паяння
Інструментальная сталь павінна быць ачышчана перад пайкай, а апрацаваная паверхня не павінна быць занадта гладкай, каб палегчыць змочванне і размеркаванне матэрыялаў і флюсу для паяння. Паверхню цвёрдасплаву перад пайкай неабходна апрацаваць пяскоструйнай апрацоўкай або адпаліраваць карбідам крэмнію або алмазным шліфавальным кругам для выдалення лішку вугляроду на паверхні, каб яна магла змочвацца прыпоем падчас паяння. Цвёрдасплавы сплав, які змяшчае карбід тытана, цяжка змочваць. Паста з аксіду медзі або аксіду нікеля наносіцца на яго паверхню новым спосабам і абпальваецца ў аднаўленчай атмасферы, каб медзь або нікель пераходзілі на паверхню, тым самым павялічваючы змочвальнасць моцнага прыпою.
Пайку вугляродзістай інструментальнай сталі пажадана праводзіць перад працэсам загартоўкі або адначасова з ім. Калі пайка праводзіцца перад працэсам загартоўкі, тэмпература цвёрдасці прысаднага металу павінна быць вышэйшай за дыяпазон тэмператур загартоўкі, каб зварное канструкцыя заставалася дастаткова высокай трываласцю пры паўторным награванні да тэмпературы загартоўкі без разбурэння. Пры спалучэнні пайкі і загартоўкі неабходна выбіраць прысадны метал з тэмпературай цвёрдасці, блізкай да тэмпературы загартоўкі.
Легаваная інструментальная сталь мае шырокі спектр кампанентаў. Адпаведны прысадачны метал для пайкі, працэс тэрмічнай апрацоўкі і тэхналогія спалучэння працэсаў пайкі і тэрмічнай апрацоўкі павінны вызначацца ў залежнасці ад канкрэтнага тыпу сталі, каб атрымаць добрыя характарыстыкі злучэння.
Тэмпература загартоўкі хуткарэзнай сталі звычайна вышэйшая за тэмпературу плаўлення срэбна-медзі і медна-цынкавага прыпою, таму загартоўку неабходна правесці перад пайкай і паяць падчас або пасля другаснага адпачынку. Калі загартоўка патрабуецца пасля пайкі, можна выкарыстоўваць толькі вышэйзгаданы спецыяльны прыпой. Пры пайцы рэжучых інструментаў з хуткарэзнай сталі рэкамендуецца выкарыстоўваць коксавыя печы. Пасля расплавлення прыпою неадкладна выміце рэжучы інструмент і пад ціскам выдаліце лішні прыпой, затым правядзіце загартоўку ў алеі і адпачніце пры тэмпературы 550~570 ℃.
Пры пайцы цвёрдасплаўнага ляза сталёвым стрыжнем варта выкарыстоўваць метад павелічэння зазору прыпою і ўстаўкі пластыкавай кампенсацыйнай пракладкі ў зазор прыпою, а пасля зваркі неабходна праводзіць павольнае астуджэнне, каб паменшыць напружанне прыпою, прадухіліць расколіны і падоўжыць тэрмін службы цвёрдасплаўнага інструмента.
Пасля зваркі валакном рэшткі флюсу на зварным канструкцыі неабходна прамыць гарачай вадой або агульнай сумессю для выдалення шлаку, а затым пратравіць адпаведным растворам для выдалення аксіднай плёнкі з асноўнага стрыжня інструмента. Аднак будзьце асцярожныя, не выкарыстоўвайце раствор азотнай кіслаты, каб прадухіліць карозію металу паянага злучэння.
Час публікацыі: 13 чэрвеня 2022 г.