Cum să lipiți carbura de tungsten?

    Produsele din carbură de tungsten sunt utilizate în multe aplicații, inclusiv în scule de tăiere, găurire, perforare și în numeroase alte aplicații. Carbura cimentată oferă o rezistență superioară la uzură și prelungește durata de viață a acestor diverse scule de uzură și tăiere. Deoarece componenta sa principală este wolfram, care este o resursă rară și neregenerabilă, prețul carburii cimentate este relativ ridicat. În plus, carbura cimentată are o duritate relativ mare, iar rezistența sa la încovoiere este mult mai mică decât cea a altor metale, cum ar fi oțelul. Din aceste două motive, carbura cimentată trebuie conectată la alte metale în moduri diferite, cum ar fi prin conexiuni filetate, prin prindere și prin sudură. Acest articol vorbește despre cum să lipiți carbura de tungsten pe alte metale.

1. Ce este carbura de tungsten?

    Carbura de tungsten (WC), denumită și carbură cimentată, este un material compozit fabricat printr-un proces numit metalurgia pulberilor. Pulberea WC este amestecată cu un metal liant, de obicei cobalt sau nichel, compactată într-o sculă de preformă și apoi sinterizată într-un cuptor. Termenul „cimentat” se referă la particulele de carbură de tungsten care sunt captate în materialul liant metalic și „cimentate” împreună, formând o legătură metalurgică între particulele de carbură de tungsten și liant (WC-Co), în procesul de sinterizare. Industria de carbură cimentată se referă în mod obișnuit la acest material ca pur și simplu „carbură”, deși termenii carbură de tungsten și carbură cimentată sunt folosiți interschimbabil.  Carbura prezintă o rezistență ridicată la compresiune, rezistă la deformare și își păstrează valorile de duritate la temperaturi ridicate, o proprietate fizică deosebit de utilă în aplicațiile de tăiere a metalelor. 

2 . Două puncte pentru a asigura succesul în lipirea carburii de tungsten

A. Gestionarea tensiunilor cauzate de dilatare diferentiala

B. Ratele de contracție ale materialelor de bază și umezirea carburii de către aliajul de lipire

    În timpul încălzirii și răcirii, metalul de bază se va extinde și se va contracta de obicei la o viteză mai mare decât carbura.  Carbura de tungsten are o rată de dilatare termică de aproximativ 1/3 până la 1/2 față de oțel.  Când ansamblul lipit se răcește, stresul rezidual se poate acumula în carbură.  Răcirea lentă și uniformă a carburii este întotdeauna recomandată pentru a evita solicitarea și posibila fisurare. Călirea nu este recomandată deoarece poate provoca fisuri în carburi datorită contracției rapide a metalului de bază de bază.

3. Cum să alegeți aliajul de brazare

    Carbura de tungsten este greu de umezit. Aliajele de lipire cu argint cu mici adaosuri de nichel (Ni) sunt utilizate de obicei pentru lipirea carburilor la oțel. Desigur, atât carbura, cât și oțelul trebuie să fie curate, astfel încât aliajul de lipire topit să poată umezi complet suprafețele de îmbinare. Este necesară șlefuirea suprafeței de carbură pentru a crea o suprafață curată pentru lipire. Slefuirea are, de asemenea, avantajul de a aplatiza topografia suprafeței carburii, ceea ce poate ajuta la umezirea și aderența aliajului de lipire. Componentele din oțel, în mod similar, ar trebui curățate pentru a îndepărta orice grăsime reziduală, ulei, murdărie sau alți contaminanți de suprafață.  

    · Aliajele de lipire cu argint disponibile comercial cu mici adaosuri de nichel (Ni) și mangan (Mn) vor umezi cu ușurință suprafețele de carbură cimentată. Aceste aliaje de brazare prezintă de obicei o bună umezire a carburilor de tungsten.  Se recomandă selectarea unui metal de umplutură pentru lipire cu cea mai scăzută temperatură de lipire posibilă pentru a diminua tensiunile reziduale din îmbinări.  

Pentru aplicacationi care implică lipirea carburilor mari, este adesea folosit un aliaj de brazare tip sandwich.  Dacă carburile mici (1/2 inch2) nu pot fi utilizate, un aliaj sandwich este benefic pentru prevenirea fisurilor și deformarii carburii. Aceste trimetale sunt placate cu o umplutură de lipire lipită de ambele părți ale unui miez de cupru.  

    ·Deși o mare parte a discuției a fost în jurul lipirii carburii de tungsten (WC), am fi greșit dacă nu am menționat diamantul policristalin sau PCD. Temperatura de lipire pentru PCD este, în general, menținută sub 1382 ° F (750 ° C) pentru a evita degradarea diamantului.  Adesea, producătorii de vârfuri PCD pentru corpuri de oțel vor folosi un metal de umplutură pentru lipire, la temperatură joasă, cu un conținut ridicat de argint, cum ar fi un aliaj de lipire BAg-24.  Unii producători folosesc un aliaj de brazare fără nichel sau mangan, cum ar fi aliajul de brazare BAg-5 sau BAg-7, cu temperaturi de topire mai scăzute și proprietăți de umectare mai puține ale carburii și oțelului.

    Un flux de brazare este utilizat pentru a preveni oxidarea suprafețelor de îmbinat în timpul încălzirii ansamblului.  Pulberea de flux este utilizată cu aliajele obișnuite de lipire cu argint.  Pulberea neagră de flux este recomandată în mod obișnuit de producătorii de lipire și flux, deoarece are adaos de bor și este mai eficientă la temperaturi mai ridicate.

    Există mai multe aliaje de lipire utilizate pentru carbură. Clasicul este BAG-3, 50% argint cu Cadmiu.  Acesta este un produs excelent, dar are cadmiu. Utilizat în mod obișnuit este BAG-7, 56% argint cu staniu, deoarece se udă ușor; cu toate acestea, este un aliaj de lipire foarte slab, iar defectarea îmbinării este obișnuită cu acest aliaj. Cel mai puternic aliaj fără cadmiu este BAG-22, 49% argint cu mangan, dar este puțin gumos în flux. BAG-24, 50% Argint, nu conține cadmiu și reprezintă un compromis.  Curge bine, dar este cu aproximativ 40% mai slab decât BAG-3 și BAG-22.

    Preferăm cu tărie Black Flux, deși mulți brazează cu succes cu White Flux. În ambele cazuri, acestea sunt în mod clar fluxuri de temperatură ridicată. În plus, constatăm că Black Flux purificat oferă un flux mai bun și îmbinări mai puternice decât Black Flux obișnuit.  

    Ultimul domeniu în care greșelile sunt comune este în proiectarea îmbinărilor. Sudori instruiți doresc de obicei să asambla piesele și apoi să execute un cordon. Când brazează, vor să asambleze piesele și apoi să introducă aliajul de lipire în îmbinare.   

    Când lipiți carbura, este adesea mult mai eficient să fluxați părțile laterale și inferioare ale crestăturii, apoi să puneți bucăți de sârmă din aliaj fluxat sub carbură.  Tot ce faci atunci este să încălzești până când carbura se stabilește pe loc.   

    Standardul ar trebui să fie ca carbura să se rupă sau oțelul să se rupă înainte ca îmbinarea să se defecteze.