Kako lemiti volfram karbid?

    Proizvodi od volframovog karbida koriste se u mnogim aplikacijama, uključujući alate za rezanje, bušenje, probijanje i brojne druge aplikacije. Cementirani karbid pruža vrhunsku otpornost na habanje i produžava vijek trajanja ovih raznih alata za habanje i rezanje. Budući da je njegova glavna komponenta volfram, koji je rijedak i neobnovljiv resurs, cijena cementnog karbida je relativno visoka. Osim toga, cementirani karbid ima relativno visoku tvrdoću, a njegova čvrstoća na savijanje je mnogo niža od one drugih metala, kao što je čelik. Iz ova dva razloga, cementni karbid mora biti povezan s drugim metalima na različite načine, kao što su navojne veze, stezanje i zavarivanje. Ovaj članak govori o tome kako lemiti volfram karbid na druge metale.

1. Šta je volfram karbid?

    Volfram karbid (WC), koji se također naziva cementirani karbid, je kompozitni materijal proizveden postupkom koji se naziva metalurgija praha. Prašak za WC se pomiješa sa vezivnim metalom, obično kobaltom ili niklom, sabije se u alatu za predformu, a zatim sinterira u peći. Izraz "cementiran" se odnosi na čestice volfram karbida koje su zarobljene u metalnom vezivnom materijalu i "cementirane" zajedno, formirajući metaluršku vezu između čestica volfram karbida i veziva (WC-Co), u procesu sinterovanja. Industrija cementnog karbida ovaj materijal obično naziva jednostavno "karbidom", iako se termini volfram karbid i cementirani karbid koriste naizmjenično.  Karbid pokazuje visoku tlačnu čvrstoću, otporan je na skretanje i zadržava svoje vrijednosti tvrdoće na visokim temperaturama, što je fizička osobina posebno korisna u primjenama pri rezanju metala. 

2 . Dvije točke za osiguranje uspjeha u lemljenju volfram karbida

A. Upravljanje naponima uzrokovanim diferencijalnim širenjem

B. Stope kontrakcije osnovnih materijala i vlaženje karbida legurom za lemljenje

    Tokom grijanja i hlađenja, osnovni osnovni metal će se obično širiti i skupljati većom brzinom od karbida.  Volfram karbid ima stopu termičkog širenja od približno 1/3 do 1/2 od čelika.  Kada se lemljeni sklop ohladi, unutar karbida se može stvoriti zaostalo naprezanje.  Uvek se preporučuje sporo ravnomerno hlađenje karbida kako bi se izbeglo naprezanje i moguće pucanje. Gašenje se ne preporučuje jer može uzrokovati pukotine u karbidima zbog brzog skupljanja osnovnog metala.

3. Kako odabrati leguru za lemljenje

    Volfram karbid je teško navlažiti. Legure za lemljenje srebra sa malim dodatkom nikla (Ni) se obično koriste za lemljenje karbida na čelik. Naravno, i karbid i čelik moraju biti čisti tako da rastopljena legura lemljenja može u potpunosti navlažiti površine koje se spajaju. Potrebno je brušenje karbidne površine kako bi se stvorila čista površina za lemljenje. Brušenje takođe ima prednost u izravnavanju površinske topografije karbida, što može pomoći pri vlaženju i prionjivanju legure lemljenja. Čelične komponente bi, slično, trebale biti očišćene kako bi se uklonila ostatka masnoće, ulja, prljavštine ili drugih površinskih zagađivača.  

    · Komercijalno dostupne legure za lemljenje srebra sa malim dodatkom nikla (Ni) i mangana (Mn) će lako navlažiti površine od cementnog karbida. Ove legure lemljenja obično pokazuju dobro vlaženje volframovih karbida.  Preporučljivo je odabrati dodatni metal za lemljenje sa najnižom mogućom temperaturom lemljenja kako bi se smanjila zaostala naprezanja unutar spoja.  

For applikationa koji uključuje lemljenje velikih karbida, često se koristi legura za lemljenje u obliku sendviča.  Ako se mali karbidi (1/2 inča2) ne mogu iskoristiti, sendvič legura je korisna u sprečavanju pucanja i savijanja karbida. Ovi trimetali su obloženi punilom za lemljenje spojenim na obje strane bakrenog jezgra.  

    · Iako se veći dio rasprave vodio oko lemljenja volfram karbida (WC), bili bismo u krivu da ne spomenemo polikristalni dijamant ili PCD. Temperatura lemljenja za PCD se općenito održava ispod 1382°F (750°C) kako bi se izbjegla degradacija dijamanta.  Često će proizvođači PCD vrhova za čelična tijela koristiti niskotemperaturni, visoko srebrni materijal za lemljenje, kao što je legura za lemljenje BAg-24.  Neki proizvođači koriste leguru za lemljenje bez nikla ili mangana, kao što je legura za lemljenje BAg-5 ili BAg-7, sa nižim temperaturama taljenja i slabijim svojstvima vlaženja karbida i čelika.

    Tok za lemljenje se koristi da spreči oksidaciju površina koje se spajaju tokom zagrevanja sklopa.  Flux prah se koristi sa uobičajenim legurama srebra za lemljenje.  Crni prah u prahu obično preporučuju proizvođači lemljenja i fluksa jer ima dodatak bora i učinkovitiji je na višim temperaturama.

    Postoji nekoliko legura za lemljenje koje se koriste za karbid. Klasika je BAG-3, 50% srebra sa kadmijumom.  Ovo je odličan proizvod, ali ima kadmij. Obično se koristi BAG-7, 56% srebra sa kalajem, jer se lako vlaži; međutim, to je vrlo slaba legura za lemljenje, a kvarovi spojeva su česti kod ove legure. Najjača legura koja nije kadmijum je BAG-22, 49% srebra sa manganom, ali je malo gumena u toku. BAG-24, 50% srebra, ne sadrži kadmij i predstavlja kompromis.  Dobro teče, ali je oko 40% slabiji od BAG-3 i BAG-22.

    Snažno preferiramo Black Flux, iako mnogi uspješno lemljuju bijelim Fluxom. U oba slučaja jasno su tokovi visokih temperatura. Osim toga, n nalazimo da pročišćeni crni fluks daje bolji protok i jače spojeve od običnog crnog fluksa.  

    Posljednja oblast u kojoj su greške uobičajene je u dizajnu spojeva. Obučeni zavarivači obično žele da sastave dijelove, a zatim pokreću perle. Kada leme, žele da sastave delove i zatim uvuku leguru za lemljenje u spoj.   

    Prilikom lemljenja karbida, često je mnogo efikasnije topiti stranice i dno zareza, a zatim staviti komade žice od topljene legure ispod karbida.  Sve što tada radite je zagrijavanje dok se karbid ne slegne na mjesto.   

    Standard bi trebao biti da karbid pukne ili se čelik pocijepa prije nego što spoj pokvari.