Как да споим волфрамовия карбид?

    Продуктите от волфрамов карбид се използват в много приложения, включително режещи инструменти, пробиване, щанцоване и много други приложения. Циментираният карбид осигурява изключителна устойчивост на износване и удължава живота на тези различни износващи се и режещи инструменти. Тъй като основният му компонент е волфрамът, който е рядък и невъзобновяем ресурс, цената на циментирания карбид е сравнително висока. В допълнение, циментираният карбид има относително висока твърдост и неговата якост на огъване е много по-ниска от тази на други метали, като стомана. Поради тези две причини циментираният карбид трябва да бъде свързан с други метали по различни начини, като например чрез резбови връзки, затягане и заваряване. Тази статия говори за това как да запоявате волфрамов карбид върху други метали.

1. Какво е волфрамов карбид?

    Волфрамовият карбид (WC), наричан още циментиран карбид, е композитен материал, произведен чрез процес, наречен прахова металургия. WC прахът се смесва със свързващ метал, обикновено кобалт или никел, уплътнява се в инструмент за предварително формиране и след това се синтерува в пещ. Терминът „циментиран“ се отнася до частиците волфрамов карбид, които са уловени в металния свързващ материал и „циментирани“ заедно, образувайки металургична връзка между частиците волфрамов карбид и свързващото вещество (WC-Co) в процеса на синтероване. Индустрията за циментиран карбид обикновено нарича този материал просто „карбид“, въпреки че термините волфрамов карбид и циментиран карбид се използват взаимозаменяемо.  Карбидът показва висока якост на натиск, издържа на деформация и запазва своите стойности на твърдост при високи температури, физическо свойство, особено полезно при приложения за рязане на метал. 

2 . Две точки за осигуряване на успех при запояване на волфрамов карбид

A. Управление на напреженията, причинени от диференциално разширение

Б. Скорости на свиване на изходните материали и намокряне на карбида от сплавта за припой

    По време на нагряване и охлаждане основният основен метал обикновено се разширява и свива с по-висока скорост от карбида.  Волфрамовият карбид има степен на топлинно разширение приблизително 1/3 до 1/2 от тази на стоманата.  Когато запоеният възел се охлади, в карбида може да се натрупа остатъчно напрежение.  Винаги се препоръчва бавно равномерно охлаждане на карбида, за да се избегне напрежение и възможно напукване. Закаляването не се препоръчва, тъй като може да причини пукнатини в карбидите поради бързото свиване на основния основен метал.

3. Как да изберем припой

    Волфрамовият карбид трудно се намокря. Сребърни припои с малки добавки на никел (Ni) обикновено се използват за спояване на карбиди към стомана. Разбира се, както карбидът, така и стоманата трябва да са чисти, така че разтопената сплав да може да намокри напълно свързващите повърхности. Необходимо е шлайфане на карбидната повърхност, за да се създаде чиста повърхност за спояване. Шлифоването също така има предимството да изравнява топографията на повърхността на карбида, което може да подпомогне намокрянето и адхезията на спойката. По подобен начин стоманените компоненти ще трябва да бъдат почистени, за да се отстранят всички остатъчни мазнини, масло, мръсотия или други повърхностни замърсители.  

    · Наличните в търговската мрежа сребърни припои с малки добавки на никел (Ni) и манган (Mn) лесно ще намокрят повърхности от циментиран карбид. Тези припои обикновено показват добро омокряне на волфрамови карбиди.  Препоръчително е да изберете спояващ добавъчен метал с възможно най-ниска температура на спояване, за да намалите остатъчните напрежения във връзката.  

За прилаганекатиони, включващи спояване на големи карбиди, често се използва сплав с припой сандвич.  Ако малки карбиди (1/2 инча2) не могат да бъдат използвани, сандвич сплавта е полезна за предотвратяване на напукване и деформация на карбида. Тези триметали са облечени с твърд пълнител, свързан към двете страни на медна сърцевина.  

    ·Въпреки че голяма част от дискусията беше около спояването на волфрамов карбид (WC), би било лошо, ако не споменем поликристален диамант или PCD. Температурата на спояване за PCD обикновено се поддържа под 1382°F (750°C), за да се избегне разграждането на диаманта.  Често производителите на PCD накрайници към стоманени тела ще използват нискотемпературен припой с високо съдържание на сребро, като например BAg-24 припой.  Някои производители използват припой без никел или манган, като припой BAg-5 или BAg-7, с по-ниски температури на стопяване и по-слаби омокрящи свойства на карбида и стоманата.

    Използва се флюс за спояване, за да се предотврати окисляването на повърхностите, които трябва да се съединят по време на нагряването на модула.  Флюсовият прах се използва с обикновените сребърни припои.  Черният флюс на прах обикновено се препоръчва от производителите на припой и флюс, тъй като има добавка на бор и е по-ефективен при по-високи температури.

    Има няколко спояващи сплави, използвани за карбид. Класиката е BAG-3, 50% сребро с кадмий.  Това е отличен продукт, но съдържа кадмий. Обикновено се използва BAG-7, 56% сребро с калай, защото се намокря лесно; това обаче е много слаба спояваща сплав и повредата на ставите е често срещана при тази сплав. Най-здравата не-кадмиева сплав е BAG-22, 49% сребро с манган, но е малко смолист в потока. BAG-24, 50% сребро, не съдържа кадмий и е компромис.  Тече добре, но е с около 40% по-слаб от BAG-3 и BAG-22.

    Ние силно предпочитаме Black Flux, въпреки че много спояват успешно с White Flux. И в двата случая става въпрос за високотемпературни потоци. В допълнение, ние откриваме, че пречистеният Black Flux дава по-добър поток и по-здрави съединения от обикновения Black Flux.  

    Последната област, в която често се допускат грешки, е дизайнът на фуги. Обучените заварчици обикновено искат да сглобят частите и след това да пуснат перла. Когато запояват, те искат да сглобят частите и след това да вкарат спояващата сплав в съединението.   

    Когато запоявате карбид, често е много по-ефективно да флюсирате страните и дъното на прореза, след което да поставите парчета тел от флюсирана сплав под карбида.  Всичко, което правите след това, е да загрявате, докато карбидът се установи на място.   

    Стандартът трябва да бъде карбидът да се разкъса или стоманата да се разкъса, преди съединението да се повреди.