Hvordan loddes tungstencarbiden?

    Tungsten Carbide produkter bruges i mange applikationer, herunder skærende værktøjer, boring, stansning og adskillige andre applikationer. Cementeret hårdmetal giver overlegen slidstyrke og forlænger levetiden af ​​disse forskellige slid- og skæreværktøjer. Fordi dens hovedkomponent er wolfram, som er en sjælden og ikke-fornybar ressource, er prisen på cementeret carbid relativt høj. Derudover har hårdmetal en relativt høj hårdhed, og dens bøjningsstyrke er meget lavere end andre metallers, såsom stål. Af disse to grunde skal hårdmetal forbindes med andre metaller på forskellige måder, såsom gennem gevindforbindelser, fastspænding og svejsning. Denne artikel taler om, hvordan man lodder wolframcarbid på andre metaller.

1. Hvad er wolframcarbid?

    Wolframcarbid (WC), også kaldet cementeret carbid, er et kompositmateriale fremstillet ved en proces kaldet pulvermetallurgi. WC-pulver blandes med et bindemiddel, normalt kobolt eller nikkel, komprimeres i et præformværktøj og sintres derefter i en ovn. Udtrykket "cementeret" refererer til, at wolframcarbidpartiklerne fanges i det metalliske bindemateriale og "cementeres" sammen og danner en metallurgisk binding mellem wolframcarbidpartiklerne og bindemidlet (WC-Co) i sintringsprocessen. Hårdmetalindustrien refererer almindeligvis til dette materiale som blot "carbid", selvom begreberne wolframcarbid og cementeret carbid bruges i flæng.  Hårdmetal udviser høj trykstyrke, modstår afbøjning og bevarer sine hårdhedsværdier ved høje temperaturer, en fysisk egenskab, der er særlig nyttig til metalskæring. 

2 . To punkter for at sikre succes med lodning af wolframcarbid

A. Håndtering af spændinger forårsaget af differentiel ekspansion

B. Sammentrækningshastigheder af udgangsmaterialer og befugtning af hårdmetalet ved hjælp af slaglodningslegeringen

    Under opvarmning og afkøling vil grundmetallet typisk udvide sig og trække sig sammen med en højere hastighed end karbiden.  Wolframcarbid har en termisk ekspansionshastighed på ca. 1/3 til 1/2 af stål.  Når den loddede samling afkøles, kan der opbygges restspændinger i karbiden.  Langsom ensartet afkøling af hårdmetal anbefales altid for at undgå spændinger og mulig revnedannelse. Bratkøling anbefales ikke, da det kan forårsage revner i karbiderne på grund af den hurtige sammentrækning af grundmetallet.

3. Hvordan man vælger slaglodningslegering

    Wolframcarbid er svært at fugte. Sølvloddelegeringer med små tilsætninger af nikkel (Ni) bruges typisk til at lodde karbider til stål. Naturligvis skal både hårdmetal og stål være rene, så den smeltede loddelegering kan væde de sammenkoblende overflader fuldstændigt. Det er nødvendigt at slibe hårdmetaloverfladen for at skabe en ren overflade til lodning. Slibning har også fordelen ved at udjævne overfladetopografien af ​​hårdmetalet, hvilket kan hjælpe med loddelegeringsbefugtning og vedhæftning. Stålkomponenter skal på samme måde renses for at fjerne resterende fedt, olie, snavs eller andre overfladeforurenende stoffer.  

    · Kommercielt tilgængelige sølvloddelegeringer med små tilsætninger af nikkel (Ni) og mangan (Mn) vil let væde cementerede hårdmetaloverflader. Disse loddelegeringer udviser typisk god befugtning af wolframcarbider.  Det anbefales at vælge et loddemateriale med den lavest mulige loddetemperatur for at mindske de resterende spændinger i samlingen.  

Til applikationer, der involverer lodning af store karbider, anvendes ofte en sandwich-loddelegering.  Hvis små carbider (1/2 tomme2) ikke kan udnyttes, er en sandwichlegering gavnlig til at forhindre revner og vridning af karbiden. Disse trimetaller er beklædt med et loddefyldstof bundet til begge sider af en kobberkerne.  

    ·Selvom meget af diskussionen har været omkring lodning af wolframcarbid (WC), ville vi være forkerte, hvis vi ikke nævnte polykrystallinsk diamant eller PCD. Lodningstemperaturen for PCD holdes generelt under 1382°F (750°C) for at undgå nedbrydning af diamanten.  Ofte vil producenter af PCD-spidser til stållegemer bruge et lavtemperatur-, høj-sølvloddet fyldmetal, såsom en BAg-24-loddelegering.  Nogle producenter bruger en loddelegering uden nikkel eller mangan, såsom BAg-5 eller BAg-7 loddelegering, med lavere smeltetemperaturer og mindre befugtningsegenskaber af hårdmetal og stål.

    En lodning flux bruges til at forhindre oxidation af de overflader, der skal sammenføjes under opvarmningen af samlingen.  Fluxpulver bruges sammen med de almindelige sølvloddelegeringer.  Sort fluxpulver anbefales typisk af slaglodnings- og flusmiddelproducenter, da det har tilsætning af bor og er mere effektivt ved højere temperaturer.

    Der er flere loddelegeringer, der bruges til hårdmetal. Klassikeren er BAG-3, 50% sølv med Cadmium.  Dette er et fremragende produkt, men det har cadmium. Almindeligt brugt er BAG-7, 56% sølv med tin, fordi det let væder; dog er det en meget svag loddelegering, og fugefejl er almindelig med denne legering. Den stærkeste non-Cadmium legering er BAG-22, 49% sølv med mangan, men den er en smule gummiagtig i flowet. BAG-24, 50 % sølv, er cadmiumfri og er et kompromis.  Det flyder godt, men er omkring 40 % svagere end BAG-3 og BAG-22.

    Vi foretrækker stærkt Black Flux, selvom mange lodder med succes med White Flux. I begge tilfælde er det klart højtemperaturfluxer. Derudover oplever vi, at renset Black Flux giver bedre flow og stærkere samlinger end almindelig Black Flux.  

    Det sidste område, hvor fejl er almindelige, er i fælles design. Uddannede svejsere ønsker normalt at samle delene og derefter køre en perle. Når de lodder, vil de samle delene og derefter suge loddelegeringen ind i samlingen.   

    Når du lodder hårdmetal, er det ofte meget mere effektivt at flusse siderne og bunden af indhakket, og derefter lægge stykker af flusslet legeret tråd under karbiden.  Det eneste, du skal gøre, er at varme, indtil karbiden sætter sig på plads.   

    Standarden bør være, at hårdmetalet går i stykker eller stålet revner, før samlingen svigter.