Bagaimana Cara Mengeras Tungsten Karbida?

    Produk Tungsten Carbide digunakan dalam banyak aplikasi, termasuk alat pemotong, pengeboran, pelubangan, dan banyak aplikasi lainnya. Cemented Carbide memberikan ketahanan aus yang unggul dan memperpanjang umur berbagai alat aus dan pemotong ini. Karena komponen utamanya adalah tungsten yang merupakan sumber daya langka dan tidak terbarukan, harga semen karbida relatif tinggi. Selain itu, karbida semen memiliki kekerasan yang relatif tinggi, dan kekuatan lenturnya jauh lebih rendah dibandingkan logam lain, seperti baja. Karena dua alasan ini, semen karbida harus disambung ke logam lain dengan cara yang berbeda, seperti melalui sambungan berulir, penjepitan, dan pengelasan. Artikel ini membahas tentang cara mematri tungsten karbida pada logam lain.

1. Apa itu tungsten karbida?

    Tungsten karbida (WC), juga disebut sebagai karbida disemen, adalah material komposit yang diproduksi melalui proses yang disebut metalurgi serbuk. Serbuk WC dicampur dengan logam pengikat, biasanya kobalt atau nikel, dipadatkan dalam perkakas yang sudah dibentuk sebelumnya, dan kemudian disinter dalam tungku. Istilah “disemen” mengacu pada partikel tungsten karbida yang ditangkap dalam bahan pengikat logam dan “disemen” bersama-sama, membentuk ikatan metalurgi antara partikel tungsten karbida dan pengikat (WC-Co), dalam proses sintering. Industri semen karbida umumnya menyebut bahan ini sebagai “karbida”, meskipun istilah tungsten karbida dan karbida disemen digunakan secara bergantian.  Karbida menunjukkan kekuatan tekan yang tinggi, tahan terhadap defleksi, dan mempertahankan nilai kekerasannya pada suhu tinggi, suatu sifat fisik yang sangat berguna dalam aplikasi pemotongan logam. 

2. Dua poin untuk memastikan keberhasilan dalam mematri tungsten karbida

A.Mengelola tekanan yang disebabkan oleh ekspansi diferensial

B.Laju kontraksi bahan induk dan pembasahan karbida oleh paduan braze

    Selama pemanasan dan pendinginan, logam induk dasar biasanya akan memuai dan berkontraksi dengan kecepatan lebih tinggi dibandingkan karbida.  Tungsten karbida memiliki laju ekspansi termal sekitar 1/3 hingga 1/2 dari baja.  Saat rakitan brazing mendingin, tegangan sisa dapat terbentuk di dalam karbida.  Pendinginan karbida yang lambat dan seragam selalu disarankan untuk menghindari tekanan dan kemungkinan retak. Pendinginan tidak dianjurkan karena dapat menyebabkan keretakan pada karbida akibat kontraksi yang cepat dari logam dasar induk.

3. Bagaimana memilih paduan braze

    Tungsten karbida sulit dibasahi. Paduan braze perak dengan sedikit tambahan Nikel (Ni) biasanya digunakan untuk mematri karbida menjadi baja. Tentu saja, baik karbida maupun baja harus bersih agar paduan braze cair dapat membasahi permukaan perkawinan sepenuhnya. Menggiling permukaan karbida untuk menciptakan permukaan yang bersih untuk mematri diperlukan. Penggilingan juga memiliki keuntungan dalam meratakan topografi permukaan karbida, yang dapat membantu pembasahan dan adhesi paduan braze. Demikian pula, komponen baja perlu dibersihkan untuk menghilangkan sisa lemak, oli, kotoran, atau kontaminan permukaan lainnya.  

    ·Paduan braze perak yang tersedia secara komersial dengan sedikit tambahan nikel (Ni) dan Mangan (Mn) akan dengan mudah membasahi permukaan semen karbida. Paduan braze ini biasanya menunjukkan pembasahan karbida tungsten yang baik.  Direkomendasikan untuk memilih logam pengisi brazing dengan suhu brazing serendah mungkin untuk mengurangi tegangan sisa pada sambungan.  

Untuk aplikasikation yang melibatkan pematrian karbida besar, paduan braze sandwich sering digunakan.  Jika karbida kecil (1/2 inci2) tidak dapat digunakan, paduan sandwich bermanfaat dalam mencegah retak dan melengkungnya karbida. Trimetal ini dilapisi dengan bahan pengisi braze yang diikatkan pada kedua sisi inti tembaga.  

    ·Meskipun sebagian besar diskusi seputar pematrian tungsten karbida (WC), kami salah jika tidak menyebutkan berlian polikristalin atau PCD. Suhu mematri untuk PCD umumnya dijaga di bawah 1382°F (750 °C) untuk menghindari degradasi berlian.  Seringkali, produsen tip PCD untuk badan baja akan menggunakan logam pengisi braze perak tinggi bersuhu rendah, seperti paduan braze BAg-24.  Beberapa produsen menggunakan paduan braze tanpa nikel atau mangan, seperti paduan braze BAg-5 atau BAg-7, dengan suhu leleh yang lebih rendah dan sifat pembasahan karbida dan baja yang lebih sedikit.

    Fluks mematri digunakan untuk mencegah oksidasi permukaan yang akan disambung selama pemanasan rakitan.  Serbuk fluks digunakan dengan paduan braze perak biasa.  Bubuk fluks hitam biasanya direkomendasikan oleh produsen braze dan fluks karena mengandung tambahan boron dan lebih efektif pada suhu yang lebih tinggi.

    Ada beberapa paduan mematri yang digunakan untuk karbida. Yang klasik adalah BAG-3, 50% perak dengan Kadmium.  Ini adalah produk unggulan, tetapi mengandung Kadmium. Yang umum digunakan adalah BAG-7, 56% perak dengan Timah, karena mudah basah; namun, ini adalah paduan mematri yang sangat lemah, dan kegagalan sambungan sering terjadi pada paduan ini. Paduan non-Kadmium terkuat adalah BAG-22, 49% perak dengan mangan, tetapi alirannya agak bergetah. BAG-24, 50% Perak, bebas kadmium dan merupakan kompromi.  Mengalir dengan baik tetapi sekitar 40% lebih lemah dibandingkan BAG-3 dan BAG-22.

    Kami sangat menyukai Black Flux, meskipun banyak yang berhasil menggunakan White Flux. Dalam kedua kasus tersebut, jelas merupakan fluks suhu tinggi. Selain itu, kami menemukan bahwa Black Flux yang dimurnikan memberikan aliran yang lebih baik dan sambungan yang lebih kuat daripada Black Flux biasa.  

    Area terakhir di mana kesalahan sering terjadi adalah pada desain sambungan. Tukang las yang terlatih biasanya ingin merakit bagian-bagiannya dan kemudian menjalankan maniknya. Saat mematri, mereka ingin merakit bagian-bagiannya dan kemudian memasukkan paduan pemateri ke dalam sambungan.   

    Saat mematri karbida, seringkali jauh lebih efektif untuk melakukan fluks pada sisi dan bawah takik, kemudian meletakkan potongan kawat paduan fluks di bawah karbida.  Yang Anda lakukan selanjutnya hanyalah memanaskan sampai karbida mengendap di tempatnya.   

    Standarnya adalah karbida pecah atau baja robek sebelum sambungannya rusak.