Kako lemiti volfram karbid?

    Proizvodi od volfram karbida koriste se u mnogim primjenama, uključujući alate za rezanje, bušenje, probijanje i brojne druge primjene. Cementirani karbid pruža vrhunsku otpornost na habanje i produljuje vijek trajanja ovih raznih habajućih i reznih alata. Budući da je njegova glavna komponenta volfram, koji je rijedak i neobnovljiv izvor, cijena cementnog karbida je relativno visoka. Osim toga, cementni karbid ima relativno visoku tvrdoću, a njegova čvrstoća na savijanje mnogo je niža nego kod drugih metala, poput čelika. Iz ova dva razloga, cementni karbid mora biti povezan s drugim metalima na različite načine, kao što su navojni spojevi, stezanje i zavarivanje. Ovaj članak govori o tome kako lemiti volfram karbid na drugim metalima.

1. Što je volframov karbid?

    Volframov karbid (WC), koji se također naziva cementirani karbid, je kompozitni materijal proizveden postupkom koji se naziva metalurgija praha. WC prah je pomiješan s vezivnim metalom, obično kobaltom ili niklom, sabijen u preformiranom alatu, a zatim sinteriran u peći. Pojam "cementiran" odnosi se na čestice volfram karbida koje su uhvaćene u metalni vezivni materijal i "cementirane" zajedno, tvoreći metaluršku vezu između čestica volfram karbida i veziva (WC-Co), u procesu sinteriranja. Industrija cementnog karbida ovaj materijal obično naziva jednostavno "karbid", iako se izrazi volframov karbid i cementni karbid koriste naizmjenično.  Karbid pokazuje visoku tlačnu čvrstoću, otporan je na savijanje i zadržava svoje vrijednosti tvrdoće na visokim temperaturama, što je fizičko svojstvo posebno korisno u primjenama za rezanje metala. 

2 . Dvije točke za osiguranje uspjeha u lemljenju volfram karbida

A. Upravljanje naprezanjima uzrokovanim diferencijalnim širenjem

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

    Tijekom zagrijavanja i hlađenja, osnovni osnovni metal obično će se širiti i skupljati većom brzinom od karbida.  Volframov karbid ima toplinsku ekspanziju od približno 1/3 do 1/2 od čelika.  Kada se lemljeni sklop ohladi, unutar karbida se može stvoriti zaostalo naprezanje.  Uvijek se preporučuje polagano ravnomjerno hlađenje karbida kako bi se izbjeglo naprezanje i moguće pucanje. Kaljenje se ne preporučuje jer može uzrokovati pukotine u karbidima zbog brze kontrakcije osnovnog osnovnog metala.

3. Kako odabrati leguru za lemljenje

    Volframov karbid se teško mokri. Srebrne lemljene legure s malim dodacima nikla (Ni) obično se koriste za lemljenje karbida na čelik. Naravno, i karbid i čelik moraju biti čisti kako bi rastaljena legura mogla u potpunosti smočiti spojne površine. Potrebno je brušenje površine karbida kako bi se stvorila čista površina za lemljenje. Brušenje također ima prednost izravnavanja topografije površine karbida, što može pomoći pri vlaženju i prianjanju legure za lemljenje. Čelične komponente, na sličan način, trebale bi se očistiti kako bi se uklonile sve zaostale masnoće, ulje, prljavština ili druga površinska onečišćenja.  

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

Za primjenukationa koji uključuju lemljenje velikih karbida, često se koristi legura za lemljenje sendviča.  Ako se mali karbidi (1/2 inča2) ne mogu koristiti, sendvič legura je korisna u sprječavanju pucanja i savijanja karbida. Ovi trimetali obloženi su lemljenim punilom zalijepljenim na obje strane bakrene jezgre.  

    · Iako se većina rasprava vodila oko tvrdog lemljenja volfram karbida (WC), bilo bi loše da ne spomenemo polikristalni dijamant ili PCD. Temperatura lemljenja za PCD općenito se održava ispod 1382°F (750°C) kako bi se izbjegla degradacija dijamanta.  Često će proizvođači PCD vrhova za čelična tijela koristiti niskotemperaturni metal za lemljenje s visokim sadržajem srebra, kao što je legura za lemljenje BAg-24.  Neki proizvođači koriste legure za lemljenje bez nikla ili mangana, kao što su legure za lemljenje BAg-5 ili BAg-7, s nižim temperaturama taljenja i slabijim svojstvima vlaženja karbida i čelika.

    Topilo za lemljenje koristi se za sprječavanje oksidacije površina koje se spajaju tijekom zagrijavanja sklopa.  Prašak za topilo koristi se s uobičajenim legurama za lemljenje srebra.  Crni prašak za topilicu obično preporučuju proizvođači lemljenja i topitelja jer ima dodatak bora i učinkovitiji je na višim temperaturama.

    Postoji nekoliko legura za lemljenje koje se koriste za karbid. Klasik je BAG-3, 50% srebra s kadmijem.  Ovo je izvrstan proizvod, ali ima kadmija. Obično se koristi BAG-7, 56% srebra s kositrom, jer se lako vlaži; međutim, to je vrlo slaba legura za lemljenje, a kvar spoja je čest kod ove legure. Najjača legura bez kadmija je BAG-22, 49% srebra s manganom, ali je malo gumasta 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.

    Izrazito preferiramo Black Flux, iako mnogi uspješno leme s White Fluxom. U oba slučaja jasno je da se radi o strujanjima visoke temperature. Osim toga, nalazimo da pročišćeni Black Flux daje bolji protok i jače spojeve od običnog Black Fluxa.  

    Posljednje područje gdje su pogreške uobičajene je dizajn spojeva. Obučeni zavarivači obično žele sastaviti dijelove i zatim pokrenuti zavarivač. Kada leme, žele sastaviti dijelove i zatim uvući leguru u spoj.   

    Kod tvrdog lemljenja karbida često je mnogo učinkovitije topiti bočne i donje dijelove zareza, zatim staviti komade topljene legure ispod karbida.  Sve što tada radite je zagrijavanje dok se karbid ne smjesti na svoje mjesto.   

    Standard bi trebao biti da karbid pukne ili čelik pukne prije nego spoj otkaže.