Kuidas volframkarbiidi jootma?

    Volframkarbiidi tooteid kasutatakse paljudes rakendustes, sealhulgas lõiketööriistade, puurimise, mulgustamise ja paljude muude rakenduste jaoks. Tsementeeritud karbiid tagab suurepärase kulumiskindluse ja pikendab nende erinevate kulumis- ja lõiketööriistade eluiga. Kuna selle põhikomponent on volfram, mis on haruldane ja taastumatu ressurss, on tsementkarbiidi hind suhteliselt kõrge. Lisaks on tsementkarbiidil suhteliselt kõrge kõvadus ja selle paindetugevus on palju väiksem kui teistel metallidel, näiteks terasel. Nendel kahel põhjusel tuleb tsementkarbiid ühendada teiste metallidega erineval viisil, näiteks keermestatud ühenduste, klambrite ja keevitamise kaudu. See artikkel räägib volframkarbiidi kõvajoodisjootmisest muudel metallidel.

1. Mis on volframkarbiid?

    Volframkarbiid (WC), mida nimetatakse ka tsementeeritud karbiidiks, on komposiitmaterjal, mida toodetakse pulbermetallurgiaks nimetatava protsessi abil. WC-pulber segatakse sideainega, tavaliselt koobalti või nikliga, tihendatakse eelvormi tööriistas ja paagutatakse seejärel ahjus. Mõiste "tsementeeritud" viitab volframkarbiidi osakestele, mis seotakse metallilise sideainega ja "tsementeeritakse" kokku, moodustades paagutamisprotsessis metallurgilise sideme volframkarbiidi osakeste ja sideaine (WC-Co) vahel. Tsementkarbiiditööstuses nimetatakse seda materjali tavaliselt lihtsalt "karbiidiks", kuigi termineid volframkarbiid ja tsementkarbiidi kasutatakse vaheldumisi.  Karbiidil on kõrge survetugevus, see talub läbipainde ja säilitab kõrgetel temperatuuridel kõvaduse väärtused, mis on füüsikaline omadus, mis on eriti kasulik metallide lõikamise rakendustes. 

2 . Kaks punkti volframkarbiidi kõvajoodisjootmise edu tagamiseks

A. Diferentsiaalpaisumisest põhjustatud pingete juhtimine

B. Lähtematerjalide kokkutõmbumiskiirus ja karbiidi märgumine kõvajoodissulami poolt

    Kuumutamise ja jahutamise ajal paisub ja tõmbub mitteväärismetall tavaliselt karbiidist suurema kiirusega.  Volframkarbiidi soojuspaisumine on ligikaudu 1/3 kuni 1/2 terase omast.  Kui kõvajoodiskoost jahtub, võib karbiidi sisse tekkida jääkpinge.  Pingete ja võimaliku lõhenemise vältimiseks on alati soovitatav karbiidi aeglane ühtlane jahutamine. Karastamist ei soovitata, kuna see võib põhimetalli kiire kokkutõmbumise tõttu põhjustada karbiidides pragusid.

3. Kuidas valida kõvajoodisega sulamit

    Volframkarbiidi on raske märgata. Karbiidide teraseks jootmiseks kasutatakse tavaliselt hõbedast kõvajoodisega sulameid, milles on vähe niklit (Ni). Muidugi peavad nii karbiid kui ka teras olema puhtad, et sula jootmissulam saaks ühenduspinnad täielikult märjaks teha. Karbiidi pinna lihvimine kõvajoodisjootmiseks puhta pinna saamiseks on vajalik. Lihvimise eeliseks on ka karbiidi pinna topograafia tasandamine, mis võib aidata kõvajoodissulami niisutamisel ja nakkumisel. Samuti tuleks puhastada terasest osad, et eemaldada kõik määrdejäägid, õli, mustus või muud pinnasaasteained.  

    · Müügil olevad hõbedase kõvajoodisega jootmissulamid väikeste nikli (Ni) ja mangaani (Mn) lisanditega niisutavad kergesti tsementeeritud karbiidpindu. Nendel kõvajoodissulamitel on tavaliselt volframkarbiidide hea märgumine.  Liigeste jääkpingete vähendamiseks on soovitatav valida madalaima võimaliku kõvajoodisega jootmistemperatuuriga täitematerjal.  

Rakenduse jaokskatioonide, mis hõlmavad suurte karbiidide kõvajoodisjootmist, kasutatakse sageli sandwich-jootmise sulamit.  Kui väikeseid karbiide (1/2 tolli2) ei saa kasutada, on sandwich-sulam kasulik karbiidi pragunemise ja kõverdumise ärahoidmiseks. Need trimetaalid on kaetud kõvajoodisega täiteainega, mis on ühendatud vasesüdamiku mõlemale küljele.  

    ·Kuigi suur osa aruteludest on käinud volframkarbiidi (WC) kõvajoodisjootmise üle, oleksime valesti, kui me ei mainiks polükristallilist teemanti või PCD-d. PCD kõvajoodisjootmise temperatuur hoitakse üldiselt alla 1382 °F (750 °C), et vältida teemandi lagunemist.  Tihti kasutavad teraskere PCD-otsikute tootjad madala temperatuuriga kõrge hõbedasisaldusega kõvajoodisega täitemetalli, näiteks BAg-24 kõvajoodissulamit.  Mõned tootjad kasutavad kõvajoodissulamit, mis ei sisalda niklit ega mangaani, näiteks BAg-5 või BAg-7, millel on madalam sulamistemperatuur ning karbiidi ja terase märgamisomadused.

    Jootmisräbusti kasutatakse ühendatavate pindade oksüdeerumise vältimiseks sõlme kuumutamise ajal.  Räbustipulbrit kasutatakse tavaliste hõbejootmise sulamitega.  Musta räbusti pulbrit soovitavad tavaliselt kõvajoodisjootmise ja räbusti tootjad, kuna see sisaldab boorilisandit ja on kõrgematel temperatuuridel tõhusam.

    Karbiidi jaoks kasutatakse mitut kõvajoodisega sulamit. Klassika on BAG-3, 50% hõbe kaadmiumiga.  See on suurepärane toode, kuid selles on kaadmiumi. Tavaliselt kasutatakse BAG-7, 56% hõbedat tinaga, kuna see märgub kergesti; siiski on tegemist väga nõrga kõvajoodisega sulamiga ja selle sulami puhul on vuugi purunemine tavaline. Tugevaim mittekaadmiumisulam on BAG-22, 49% hõbedat mangaaniga, kuid see on voolus veidi kummiline. BAG-24, 50% hõbe, on kaadmiumivaba ja on kompromiss.  See voolab hästi, kuid on umbes 40% nõrgem kui BAG-3 ja BAG-22.

    Eelistame kindlasti Black Fluxi, kuigi paljud jootvad edukalt White Fluxiga. Mõlemal juhul on tegemist selgelt kõrge temperatuuriga voogudega. Lisaks leiame, et puhastatud Black Flux tagab parema voolavuse ja tugevamad liigendid kui tavaline Black Flux.  

    Viimane valdkond, kus vead on tavalised, on ühiste projekteerimine. Koolitatud keevitajad tahavad tavaliselt osad kokku panna ja seejärel randi käivitada. Kui nad kõvajoodisega jootvad, tahavad nad osad kokku panna ja seejärel kõvajoodissulami vuuki sisse tõmmata.   

    Karbiidi kõvajoodisjootmisel on sageli palju efektiivsem sulatada sälgu küljed ja alumine osa, seejärel panna karbiidi alla sulamtraadi tükid.  Seejärel tuleb ainult kuumutada, kuni karbiid paigale asetub.   

    Standard peaks olema, et karbiid rebeneb või teras rebeneb enne, kui liite rike läheb.