(1) Карактеристики на лемење Проблемите поврзани со графитното и дијамантското поликристално лемење се многу слични на оние што се среќаваат при керамичкото лемење. Во споредба со металот, лемењето е тешко за навлажнување на графитните и дијамантските поликристални материјали, а неговиот коефициент на термичка експанзија е многу различен од оној на општите структурни материјали. Двата се загреваат директно во воздух, а оксидација или карбонизација ќе се случи кога температурата ќе надмине 400 ℃. Затоа, треба да се користи вакуумско лемење, а степенот на вакуум не треба да биде помал од 10-1pa. Бидејќи јачината на обете не е висока, ако има термички стрес за време на лемењето, може да се појават пукнатини. Обидете се да изберете метал за полнење за лемење со низок коефициент на термичка експанзија и строго контролирајте ја брзината на ладење. Бидејќи површината на ваквите материјали не е лесна за навлажнување со обични метали за полнење за лемење, слој од 2,5 ~ 12,5 μm дебелина на W, Mo и други елементи може да се нанесе на површината на графитни и дијамантски поликристални материјали со модификација на површината (вакуумско премачкување, јонско распрскување, плазма прскање и други методи) пред лемење и да се формираат соодветни карбиди со нив, или може да се користат метали за полнење за лемење со висока активност.
Графитот и дијамантот имаат многу степени, кои се разликуваат по големина на честички, густина, чистота и други аспекти, и имаат различни карактеристики на лемење. Покрај тоа, ако температурата на поликристалните дијамантски материјали надмине 1000 ℃, односот на поликристално абење почнува да се намалува, а односот на абење се намалува за повеќе од 50% кога температурата надминува 1200 ℃. Затоа, при вакуумско лемење на дијамант, температурата на лемење мора да се контролира под 1200 ℃, а степенот на вакуум не смее да биде помал од 5 × 10-2Pa.
(2) Изборот на метал за полнење за лемење главно се базира на употребата и површинската обработка. Кога се користи како материјал отпорен на топлина, треба да се избере метал за полнење за лемење со висока температура на лемење и добра отпорност на топлина; За материјали отпорни на хемиска корозија, се избираат метали за полнење за лемење со ниска температура на лемење и добра отпорност на корозија. За графит по површинскиот третман на метализација, може да се користи чист бакарен лем со висока еластичност и добра отпорност на корозија. Активниот лем на база на сребро и бакар има добра навлажнливост и флуидност во однос на графитот и дијамантот, но работната температура на лемениот спој е тешко да се надмине 400 ℃. За графитни компоненти и дијамантски алатки што се користат помеѓу 400 ℃ и 800 ℃, обично се користат метали за полнење на база на злато, паладиум, манган или титаниум. За споеви што се користат помеѓу 800 ℃ и 1000 ℃, треба да се користат метали за полнење на база на никел или дупчење. Кога се користат графитни компоненти над 1000 ℃, може да се користат чисти метални полнила (Ni, PD, Ti) или легирани метали полнила што содржат молибден, Mo, Ta и други елементи што можат да формираат карбиди со јаглерод.
За графит или дијамант без површинска обработка, активните метали за полнење во табела 16 може да се користат за директно лемење. Повеќето од овие метали за полнење се бинарни или тернерни легури на база на титаниум. Чистиот титаниум реагира силно со графит, кој може да формира многу дебел карбиден слој, а неговиот коефициент на линеарна експанзија е доста различен од оној на графитот, кој лесно предизвикува пукнатини, па затоа не може да се користи како лем. Додавањето на Cr и Ni во Ti може да ја намали точката на топење и да ја подобри можноста за навлажнување со керамика. Ti е тернерна легура, главно составена од Ti Zr, со додавање на TA, Nb и други елементи. Има низок коефициент на линеарна експанзија, што може да го намали стресот при лемење. Тернерната легура составена главно од Ti-Cu е погодна за лемење на графит и челик, а спојот има висока отпорност на корозија.
Табела 16 метали за полнење со лемење за директно лемење на графит и дијамант
(3) Процес на лемење Методите на лемење на графит може да се поделат во две категории, едната е лемење по површинска метализација, а другата е лемење без површинска обработка. Без разлика кој метод се користи, заварениот дел треба да се претходно третира пред склопување, а површинските загадувачи на графитните материјали треба да се избришат со алкохол или ацетон. Во случај на лемење со површинска метализација, слој од Ni, Cu или слој од Ti, Zr или молибден дисилицид треба да се нанесе на површината на графитот со прскање со плазма, а потоа за лемење треба да се користи метал за полнење базиран на бакар или метал за полнење базиран на сребро. Директното лемење со активен лем е најшироко користениот метод во моментов. Температурата на лемење може да се избере според лемењето дадено во табела 16. Лемењето може да се стегне во средината на лемениот спој или близу едниот крај. При лемење со метал со голем коефициент на термичка експанзија, Mo или Ti со одредена дебелина може да се користи како среден тампон слој. Преодниот слој може да предизвика пластична деформација за време на загревањето со лемење, да апсорбира термички стрес и да избегне пукање на графитот. На пример, Mo се користи како преоден спој за вакуумско лемење на графитни и хастелојнски компоненти. Се користи лем B-pd60ni35cr5 со добра отпорност на корозија и зрачење од стопена сол. Температурата на лемење е 1260 ℃ и температурата се одржува 10 минути.
Природниот дијамант може директно да се леми со b-ag68.8cu16.7ti4.5, b-ag66cu26ti8 и други активни леми. Лемењето треба да се изведува под вакуум или заштита од низок аргон. Температурата на лемење не треба да надминува 850 ℃ и треба да се избере побрза брзина на загревање. Времето на задржување на температурата на лемење не треба да биде предолго (обично околу 10 секунди) за да се избегне формирање на континуиран слој на површината. При лемење дијамант и легиран челик, треба да се додаде пластичен меѓуслој или слој од легура со ниска експанзија за транзиција за да се спречи оштетување на зрната на дијамантот предизвикано од прекумерен термички стрес. Алатката за стружење или дупчење за ултрапрецизна обработка се произведува со процес на лемење, при што се лемат 20 ~ 100 mg дијамант со мали честички на челичното тело, а цврстината на спојот на лемењето достигнува 200 ~ 250mpa.
Поликристалниот дијамант може да се леми со пламен, висока фреквенција или вакуум. За сечење метал или камен со дијамантски кружни пили треба да се користи високофреквентно лемење или пламенско лемење. Треба да се избере метал за полнење со активно лемење Ag Cu Ti со ниска точка на топење. Температурата на лемење треба да се контролира под 850 ℃, времето на загревање не треба да биде предолго и треба да се користи бавна брзина на ладење. Поликристалните дијамантски делови што се користат во нафтено и геолошко дупчење имаат лоши услови за работа и поднесуваат огромни ударни оптоварувања. Може да се избере метал за полнење со лемење на база на никел, а како меѓуслој за вакуумско лемење може да се користи чиста бакарна фолија. На пример, 350 ~ 400 капсули Ф 4,5 ~ 4,5 mm столбовиден поликристален дијамант се леми во перфорациите на челик 35CrMo или 40CrNiMo за да се формираат заби за сечење. Се користи вакуумско лемење, а степенот на вакуум не е помал од 5 × 10-2Pa, температурата на лемење е 1020 ± 5 ℃, времето на држење е 20 ± 2 мин, а цврстината на смолкнување на спојот за лемење е поголема од 200mpa
За време на лемењето, сопствената тежина на заварениот дел треба да се користи за склопување и позиционирање колку што е можно повеќе за да се натера металниот дел да го притисне графитот или поликристалниот материјал на горниот дел. Кога се користи фиксаторот за позиционирање, материјалот на фиксаторот треба да биде материјал со коефициент на термичка експанзија сличен на оној на заварениот дел.
Време на објавување: 13 јуни 2022 година