1. Spajkalni material
(1) Za spajkanje orodnih jekel in cementiranih karbidov se običajno uporabljajo čisti baker, baker, cink in srebro-baker kot dodatni materiali za spajkanje. Čisti baker ima dobro omočljivost z vsemi vrstami cementiranih karbidov, vendar je najboljši učinek mogoče doseči s spajkanjem v redukcijski atmosferi vodika. Hkrati je zaradi visoke temperature spajkanja napetost v spoju velika, kar vodi do povečane nagnjenosti k razpokam. Strižna trdnost spoja, spajkanega s čistim bakrom, je približno 150 MPa, plastičnost spoja pa je prav tako visoka, vendar ni primeren za delo pri visokih temperaturah.
Bakreno-cinkovo polnilo je najpogosteje uporabljeno polnilo za spajkanje orodnih jekel in cementiranih karbidov. Za izboljšanje omočljivosti spajke in trdnosti spoja se spajki pogosto dodajo Mn, Ni, Fe in drugi legirni elementi. Na primer, b-cu58znmn se doda 4 % w (MN), da se strižna trdnost spajkanih spojev iz cementiranega karbida pri sobni temperaturi doseže 300 ~ 320 MPa; pri 320 ℃ pa se še vedno ohrani 220 ~ 240 MPa. Z dodajanjem majhne količine CO na osnovi b-cu58znmn se lahko strižna trdnost spajkanega spoja doseže 350 MPa, kar ima visoko udarno žilavost in utrujenostno trdnost, kar znatno izboljša življenjsko dobo rezalnih orodij in orodij za vrtanje kamnin.
Nižje tališče srebrno-bakrenega polnila za spajkanje in manjša toplotna napetost spajkanega spoja sta koristna za zmanjšanje nagnjenosti cementiranega karbida k razpokanju med spajkanjem. Za izboljšanje omočljivosti spajke ter izboljšanje trdnosti in delovne temperature spoja se spajki pogosto dodajajo Mn, Ni in drugi legirni elementi. Na primer, spajka b-ag50cuzncdni ima odlično omočljivost v primerjavi s cementiranim karbidom, spajkani spoj pa ima dobre celovite lastnosti.
Poleg zgoraj omenjenih treh vrst spajkanih dodatkov se za trdokovne trdine, ki delajo nad 500 ℃ in zahtevajo visoko trdnost spoja, lahko izberejo tudi spajkalne dodatke na osnovi Mn in Ni, kot sta b-mn50nicucrco in b-ni75crsib. Za spajkanje hitroreznega jekla je treba izbrati poseben spajkalnik s temperaturo spajkanja, ki ustreza temperaturi kaljenja. Ta dodatek se deli v dve kategoriji: ena je feromanganski dodatek, ki je sestavljen predvsem iz feromangana in boraksa. Strižna trdnost spajkanega spoja je običajno približno 100 MPa, vendar je spoj nagnjen k razpokam; druga vrsta posebne bakrove zlitine, ki vsebuje Ni, Fe, Mn in Si, ne povzroča razpok v spajkanih spojih, njena strižna trdnost pa se lahko poveča na 300 MPa.
(2) Izbira spajkalne tekočine in spajkalne tekočine v zaščitnem plinu se mora ujemati z osnovno kovino in polnilom, ki ga je treba variti. Pri spajkanju orodnega jekla in cementiranega karbida se kot spajkalna tekočina uporablja predvsem boraks in borova kislina, dodajo pa se tudi nekateri fluoridi (KF, NaF, CaF2 itd.). Za spajkanje bakra in cinka se uporabljajo tekočine Fb301, fb302 in fb105, za spajkanje srebra in bakra pa tekočine fb101 ~ fb104. Boraks se uporablja predvsem pri spajkanju hitroreznega jekla s posebno polnilom.
Da bi preprečili oksidacijo orodnega jekla med spajkanjem in se izognili čiščenju po spajkanju, se lahko uporabi spajkanje v zaščitni plinski atmosferi. Zaščitni plin je lahko inertni plin ali redukcijski plin, rosišče plina pa mora biti pod -40 ℃. Cementirani karbid se lahko spajka pod zaščito vodika, zahtevano rosišče vodika pa mora biti pod -59 ℃.
2. Tehnologija spajkanja
Orodno jeklo je treba pred spajkanjem očistiti, obdelana površina pa ne sme biti preveč gladka, da se olajša vlaženje in nanašanje materialov ter spajkalne tekočine. Površino cementiranega karbida je treba pred spajkanjem peskati ali polirati s silicijevim karbidom ali diamantnim brusilnim kolesom, da se odstrani odvečni ogljik na površini, tako da se med spajkanjem zmoči z polnilom za spajkanje. Cementirani karbid, ki vsebuje titanov karbid, je težko zmočiti. Na njegovo površino se na nov način nanese pasta iz bakrovega ali nikljevega oksida in se peče v redukcijski atmosferi, da se baker ali nikelj prenese na površino in s tem poveča zmočljivost močnega spajka.
Spajkanje ogljikovega orodnega jekla je po možnosti izvedeno pred ali sočasno s postopkom kaljenja. Če se spajkanje izvaja pred postopkom kaljenja, mora biti temperatura solidusa uporabljene polnilne kovine višja od območja temperature kaljenja, tako da ima varjenje še vedno dovolj visoko trdnost, ko se ponovno segreje na temperaturo kaljenja brez porušitve. Pri kombinaciji spajkanja in kaljenja je treba izbrati polnilno kovino s temperaturo solidusa blizu temperature kaljenja.
Legirano orodno jeklo ima široko paleto komponent. Ustrezno spajkalna polnilna kovina, postopek toplotne obdelave in tehnologija kombiniranja spajkanja in toplotne obdelave je treba določiti glede na specifično vrsto jekla, da se doseže dobra spojna zmogljivost.
Temperatura kaljenja hitroreznega jekla je običajno višja od temperature taljenja srebro-bakrenega in bakreno-cinkovega spajka, zato je potrebno kaljenje pred spajkanjem in spajkanje med ali po sekundarnem popuščanju. Če je kaljenje potrebno po spajkanju, se za spajkanje lahko uporabi le zgoraj omenjeno posebno polnilo za spajkanje. Pri spajkanju rezalnih orodij iz hitroreznega jekla je primerno uporabiti koksno peč. Ko se polnilo za spajkanje stopi, rezalno orodje vzamemo iz peči in ga takoj pritisnemo, odvečno polnilo za spajkanje iztisnemo, nato ga kalimo v olju in popuščamo pri 550 ~ 570 ℃.
Pri spajkanju rezila iz cementiranega karbida z jekleno orodno palico je treba uporabiti metodo povečanja spajkalne reže in namestiti plastično kompenzacijsko tesnilo v spajkalno režo, po varjenju pa je treba izvesti počasno hlajenje, da se zmanjša napetost spajkanja, preprečijo razpoke in podaljša življenjska doba sklopa orodja iz cementiranega karbida.
Po varjenju z vlakni je treba ostanke talila na varjenem spoju sprati z vročo vodo ali splošno mešanico za odstranjevanje žlindre in nato lužiti z ustrezno raztopino za luženje, da se odstrani oksidni film na osnovnem drogu orodja. Vendar pazite, da ne uporabite raztopine dušikove kisline, da preprečite korozijo kovine spajkanega spoja.
Čas objave: 13. junij 2022