כיצד להלחים את טונגסטן קרביד?

    מוצרי טונגסטן קרביד משמשים ביישומים רבים, כולל כלי חיתוך, קידוח, ניקוב ויישומים רבים אחרים. קרביד צמנט מספק עמידות בפני שחיקה מעולה ומאריך את החיים של כלי הבלאי והחיתוך השונים הללו. בגלל שהמרכיב העיקרי שלו הוא טונגסטן, שהוא משאב נדיר ולא מתחדש, המחיר של קרביד צמנט גבוה יחסית. בנוסף, לקרביד צמנט קשיות גבוהה יחסית, וחוזק הכיפוף שלו נמוך בהרבה מזה של מתכות אחרות, כמו פלדה. משתי הסיבות הללו, יש לחבר קרביד צמנט למתכות אחרות בדרכים שונות, כגון באמצעות חיבורי הברגה, הידוק וריתוך. מאמר זה מדבר על איך להלחים את טונגסטן קרביד על מתכות אחרות.

1. מהו טונגסטן קרביד?

    טונגסטן קרביד (WC), המכונה גם קרביד צמנט, הוא חומר מרוכב המיוצר בתהליך הנקרא מטלורגיית אבקה. אבקת WC מעורבבת עם מתכת מקשרת, בדרך כלל קובלט או ניקל, נדחסת בכלי קדם-פורם, ולאחר מכן מושחתת בכבשן. המונח "מוצץ" מתייחס לחלקיקי הטונגסטן קרביד הנלכדים בחומר הקושר המתכתי ו"מצטטים" יחדיו, ויוצרים קשר מתכותי בין חלקיקי הטונגסטן קרביד לחומר הקושר (WC-Co), בתהליך הסינטרינג. תעשיית הקרביד המלט נהוג להתייחס לחומר זה כפשוט "קרביד", אם כי המונחים טונגסטן קרביד וקרביד צמנט משמשים לסירוגין.  קרביד מפגין חוזק לחיצה גבוה, עמיד בפני סטיה ושומר על ערכי הקשיות שלו בטמפרטורות גבוהות, תכונה פיזיקלית שימושית במיוחד ביישומי חיתוך מתכת. 

2 . שתי נקודות כדי להבטיח את ההצלחה בהלחמת טונגסטן קרביד

א. ניהול הלחצים הנגרמים מהתרחבות דיפרנציאלית

ב. שיעורי התכווצות של חומרי אב והרטבה של הקרביד על ידי סגסוגת הלחמה

    במהלך החימום והקירור, מתכת האם הבסיסית תתרחב ותתכווץ בדרך כלל בקצב גבוה יותר מהקרביד.  קצב התפשטות תרמית של טונגסטן קרביד הוא כ-1/3 עד 1/2 מזה של פלדה.  כאשר המכלול המולחם מתקרר, עלול להיווצר מתח שיורי בתוך הקרביד.  קירור אחיד איטי של הקרביד מומלץ תמיד כדי למנוע מתח וסדקים אפשריים. כיבוי אינו מומלץ מכיוון שהוא עלול לגרום לסדקים בקרבידים עקב התכווצות מהירה של מתכת הבסיס האם.

3. איך לבחור את סגסוגת הלחמה

    קשה להרטיב טונגסטן קרביד. סגסוגות הלחמת כסף עם תוספות קטנות של ניקל (Ni) משמשות בדרך כלל להלחמת קרבידים לפלדה. כמובן, גם הקרביד וגם הפלדה חייבים להיות נקיים כדי שסגסוגת ההלחמה המותכת תוכל להרטיב את משטחי ההזדווגות לחלוטין. יש צורך לטחון את משטח הקרביד ליצירת משטח נקי להלחמה. לטחינה יש גם את היתרון של שיטוח הטופוגרפיה של פני השטח של הקרביד, מה שיכול לסייע בהרטבה והדבקה של סגסוגת הלחמה. באופן דומה, יהיה צורך לנקות את רכיבי הפלדה כדי להסיר שאריות של שומן, שמן, לכלוך או מזהמים אחרים על פני השטח.  

    · סגסוגות הלחמת כסף זמינות מסחרית עם תוספות קטנות של ניקל (Ni) ומנגן (Mn) ירטיבו בקלות משטחי קרביד מוצק. סגסוגות הלחמה הללו מפגינות בדרך כלל הרטבה טובה של טונגסטן קרבידים.  מומלץ לבחור מתכת מילוי הלחמה עם טמפרטורת הלחמה הנמוכה ביותר האפשרית כדי להפחית את הלחצים השיוריים בתוך המפרק.  

ליישוםקטיונים הכוללים הלחמה של קרבידים גדולים, סגסוגת הלחמת סנדוויץ' משמשת לעתים קרובות.  אם לא ניתן לנצל קרבידים קטנים (1/2 אינץ'2), סגסוגת סנדוויץ' מועילה במניעת סדקים והתעוותות של הקרביד. הטרי-מתכות הללו מצופים בחומר מילוי הלחמה המחובר לשני הצדדים של ליבת נחושת.  

    ·למרות שחלק ניכר מהדיון היה סביב הלחמה של טונגסטן קרביד (WC), היינו טועים אם לא נזכיר יהלום רב גבישי או PCD. טמפרטורת ההלחמה עבור PCD נשמרת בדרך כלל מתחת ל-1382°F (750°C) כדי למנוע השפלה של היהלום.  לעתים קרובות, יצרנים של קצות PCD לגופי פלדה ישתמשו במתכת מילוי הלחמת כסף בטמפרטורה נמוכה, גבוהה, כגון סגסוגת הלחמה BAg-24.  חלק מהיצרנים משתמשים בסגסוגת הלחמה ללא ניקל או מנגן, כגון סגסוגת הלחמה BAg-5 או BAg-7, עם טמפרטורות התכה נמוכות יותר ותכונות הרטבה פחותות של הקרביד והפלדה.

    שטף הלחמה משמש למניעת חמצון של המשטחים שיש לחבר אותם במהלך חימום המכלול.  אבקת שטף משמשת עם סגסוגות הלחמת הכסף הנפוצות.  אבקת שטף שחור מומלצת בדרך כלל על ידי יצרני הלחמה והשטף מכיוון שיש לה תוספת של בורון והיא יעילה יותר בטמפרטורות גבוהות יותר.

    ישנן מספר סגסוגות הלחמה המשמשות לקרביד. הקלאסי הוא BAG-3, 50% כסף עם קדמיום.  זהו מוצר מצוין, אבל יש בו קדמיום. בשימוש נפוץ הוא BAG-7, 56% כסף עם פח, מכיוון שהוא נרטב בקלות; עם זאת, זוהי סגסוגת הלחמה חלשה מאוד, וכשל במפרקים נפוץ בסגסוגת זו. הסגסוגת החזקה ביותר שאינה קדמיום היא BAG-22, 49% כסף עם מנגן, אבל היא קצת דביקה בזרימה. BAG-24, 50% כסף, נטול קדמיום ומהווה פשרה.  הוא זורם היטב אך חלש בכ-40% מ-BAG-3 ו-BAG-22.

    אנחנו מאוד מעדיפים Black Flux, אם כי רבים מלחמים בהצלחה עם White Flux. בשני המקרים, ברור שמדובר בשטפי טמפרטורה גבוהים. בנוסף, אנו מגלים ששטף שחור מטוהר נותן זרימה טובה יותר ומפרקים חזקים יותר משטף שחור רגיל.  

    התחום האחרון שבו טעויות שכיחות הוא בתכנון משותף. רתכים מאומנים בדרך כלל רוצים להרכיב את החלקים ואז להפעיל חרוז. כשהם מלחמים, הם רוצים להרכיב את החלקים ואז לנפות את סגסוגת ההלחמה לתוך המפרק.   

    בעת הלחמת קרביד, לעתים קרובות הרבה יותר יעיל להצמיד את הצדדים ואת התחתית של החריץ, ולאחר מכן לשים חתיכות של חוט סגסוגת שטף מתחת לקרביד.  כל מה שאתה עושה אז הוא לחמם עד שהקרביד מתיישב במקום.   

    הסטנדרט צריך להיות שהקרביד נקרע או הפלדה נקרעת לפני שהמפרק נכשל.