วิธีการประสานทังสเตนคาร์ไบด์?

    ผลิตภัณฑ์ทังสเตนคาร์ไบด์ถูกนำไปใช้ในการใช้งานหลายประเภท รวมถึงเครื่องมือตัด การเจาะ การเจาะ และการใช้งานอื่นๆ อีกมากมาย ซีเมนต์คาร์ไบด์ให้ความต้านทานการสึกหรอที่เหนือกว่าและยืดอายุการใช้งานของเครื่องมือสึกหรอและตัดต่างๆ เหล่านี้ เนื่องจากส่วนประกอบหลักคือ ทังสเตน ซึ่งเป็นทรัพยากรที่หายากและไม่หมุนเวียน ทำให้ราคาของซีเมนต์คาร์ไบด์ค่อนข้างสูง นอกจากนี้ ซีเมนต์คาร์ไบด์ยังมีความแข็งค่อนข้างสูง และความต้านทานการดัดงอยังต่ำกว่าโลหะอื่นๆ เช่น เหล็ก มาก ด้วยเหตุผลสองประการนี้ ซีเมนต์คาร์ไบด์จึงต้องเชื่อมต่อกับโลหะอื่นๆ ด้วยวิธีที่แตกต่างกัน เช่น ผ่านการต่อเกลียว การหนีบ และการเชื่อม บทความนี้จะพูดถึงวิธีการประสานทังสเตนคาร์ไบด์กับโลหะอื่นๆ

1. ทังสเตนคาร์ไบด์คืออะไร?

    ทังสเตนคาร์ไบด์ (WC) หรือที่เรียกว่าซีเมนต์คาร์ไบด์เป็นวัสดุคอมโพสิตที่ผลิตโดยกระบวนการที่เรียกว่าผงโลหะวิทยา ผง WC ผสมกับโลหะสารยึดเกาะ ซึ่งมักจะเป็นโคบอลต์หรือนิกเกิล อัดแน่นด้วยเครื่องมือที่ขึ้นรูปขั้นต้น แล้วนำไปเผาในเตาเผา คำว่า "ซีเมนต์" หมายถึงอนุภาคทังสเตนคาร์ไบด์ที่ถูกจับในวัสดุสารยึดเกาะที่เป็นโลหะและ "ประสาน" เข้าด้วยกัน ก่อให้เกิดพันธะทางโลหะวิทยาระหว่างอนุภาคทังสเตนคาร์ไบด์และสารยึดเกาะ (WC-Co) ในกระบวนการเผาผนึก อุตสาหกรรมซีเมนต์คาร์ไบด์มักเรียกวัสดุนี้ว่า "คาร์ไบด์" แม้ว่าคำว่า ทังสเตนคาร์ไบด์ และซีเมนต์คาร์ไบด์ จะใช้สลับกันก็ตาม  คาร์ไบด์มีกำลังรับแรงอัดสูง ต้านทานการโก่งตัว และคงค่าความแข็งไว้ที่อุณหภูมิสูง ซึ่งเป็นคุณสมบัติทางกายภาพที่มีประโยชน์อย่างยิ่งในงานตัดโลหะ 

2. สองจุดเพื่อให้แน่ใจว่าประสบความสำเร็จในการบัดกรีทังสเตนคาร์ไบด์

A.การจัดการความเครียดที่เกิดจากการขยายตัวที่แตกต่างกัน

B. อัตราการหดตัวของวัสดุหลักและการเปียกของคาร์ไบด์โดยโลหะผสมประสาน

    ในระหว่างการทำความร้อนและความเย็น โดยทั่วไปโลหะฐานจะขยายตัวและหดตัวในอัตราที่สูงกว่าคาร์ไบด์  ทังสเตนคาร์ไบด์มีอัตราการขยายตัวเนื่องจากความร้อนประมาณ 1/3 ถึง 1/2 ของเหล็ก  เมื่อชิ้นส่วนที่ประสานเย็นลง อาจเกิดความเค้นตกค้างภายในคาร์ไบด์  แนะนำให้ใช้การระบายความร้อนที่สม่ำเสมอของคาร์ไบด์อย่างช้าๆ เพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดความเครียดและการแตกร้าวที่อาจเกิดขึ้นได้ ไม่แนะนำให้ทำการชุบแข็ง เนื่องจากอาจทำให้เกิดการแตกร้าวในคาร์ไบด์เนื่องจากการหดตัวอย่างรวดเร็วของโลหะฐานต้นกำเนิด

3. วิธีการเลือกโลหะผสมทองเหลือง

    ทังสเตนคาร์ไบด์เปียกยาก โดยทั่วไปแล้วโลหะผสมประสานเงินที่มีการเติมนิกเกิล (Ni) เล็กน้อยจะใช้ในการประสานคาร์ไบด์กับเหล็ก แน่นอนว่าทั้งคาร์ไบด์และเหล็กกล้าจะต้องสะอาดเพื่อให้โลหะผสมที่หลอมละลายสามารถทำให้พื้นผิวการผสมพันธุ์เปียกได้อย่างสมบูรณ์ จำเป็นต้องเจียรพื้นผิวคาร์ไบด์เพื่อสร้างพื้นผิวที่สะอาดสำหรับการบัดกรีแข็ง การเจียรยังมีข้อได้เปรียบในการทำให้พื้นผิวของคาร์ไบด์เรียบขึ้น ซึ่งสามารถช่วยในการเปียกและการยึดเกาะของโลหะผสมประสาน ในทำนองเดียวกัน ส่วนประกอบที่เป็นเหล็ก จะต้องได้รับการทำความสะอาดเพื่อขจัดคราบไขมัน น้ำมัน สิ่งสกปรก หรือสิ่งปนเปื้อนบนพื้นผิวอื่นๆ ที่หลงเหลืออยู่  

    ·โลหะผสมเงินประสานที่มีจำหน่ายทั่วไปโดยเติมนิกเกิล (Ni) และแมงกานีส (Mn) เล็กน้อยจะทำให้พื้นผิวซีเมนต์คาร์ไบด์เปียกได้ง่าย โดยทั่วไปแล้วโลหะผสมประสานเหล่านี้จะมีการเปียกของทังสเตนคาร์ไบด์ที่ดี  ขอแนะนำให้เลือกโลหะเติมสำหรับการบัดกรีแข็งที่มีอุณหภูมิการบัดกรีต่ำที่สุดที่เป็นไปได้ เพื่อลดความเค้นตกค้างภายในข้อต่อ  

สำหรับแอพพลิเคชั่นไอออนบวกที่เกี่ยวข้องกับการบัดกรีแข็งของคาร์ไบด์ขนาดใหญ่ มักใช้โลหะผสมประสานแบบแซนวิช  หากไม่สามารถใช้คาร์ไบด์ขนาดเล็ก (1/2 นิ้ว2) ได้ โลหะผสมแบบประกบจะมีประโยชน์ในการป้องกันการแตกร้าวและการบิดงอของคาร์ไบด์ ไตรเมทัลเหล่านี้หุ้มด้วยสารตัวเติมประสานที่ยึดติดไว้กับแกนทองแดงทั้งสองด้าน  

    ·แม้ว่าส่วนใหญ่จะมีการพูดคุยกันเกี่ยวกับการบัดกรีทังสเตนคาร์ไบด์ (WC) แต่เราจะไม่พูดถึงเพชรโพลีคริสตัลไลน์หรือ PCD เลย โดยทั่วไปอุณหภูมิการบัดกรีแข็งสำหรับ PCD จะถูกเก็บไว้ต่ำกว่า 1382°F (750 °C) เพื่อหลีกเลี่ยงการเสื่อมสภาพของเพชร  บ่อยครั้งที่ผู้ผลิตทิป PCD กับตัวเหล็กกล้าจะใช้โลหะตัวเติมเบรซเงินสูงที่อุณหภูมิต่ำ เช่น เบรซอัลลอยด์ BAg-24  ผู้ผลิตบางรายใช้เบรซอัลลอยด์ที่ไม่มีนิกเกิลหรือแมงกานีส เช่น เบรซอัลลอยด์ BAg-5 หรือ BAg-7 ซึ่งมีอุณหภูมิหลอมเหลวต่ำกว่าและมีคุณสมบัติเปียกชื้นของคาร์ไบด์และเหล็กกล้าน้อยกว่า

    ฟลักซ์ประสานถูกใช้เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันของพื้นผิวที่จะเชื่อมต่อระหว่างการให้ความร้อนของชุดประกอบ  ผงฟลักซ์ใช้กับโลหะผสมประสานเงินทั่วไป  โดยทั่วไปแล้วผู้ผลิตเบรซและฟลักซ์จะแนะนำผงฟลักซ์สีดำเนื่องจากมีการเติมโบรอนและมีประสิทธิภาพมากกว่าที่อุณหภูมิสูงกว่า

    มีโลหะผสมสำหรับการบัดกรีหลายชนิดที่ใช้สำหรับคาร์ไบด์ รุ่นคลาสสิกคือ BAG-3 เงิน 50% พร้อมแคดเมียม  นี่เป็นผลิตภัณฑ์ที่ยอดเยี่ยม แต่มีแคดเมียม ที่นิยมใช้คือ BAG-7 ซึ่งเป็นเงิน 56% ผสมดีบุก เพราะมันเปียกได้ง่าย อย่างไรก็ตาม มันเป็นโลหะผสมสำหรับการบัดกรีอ่อนมาก และข้อต่อชำรุดมักเกิดขึ้นกับโลหะผสมนี้ โลหะผสมที่ไม่ใช่แคดเมียมที่แข็งแกร่งที่สุดคือ BAG-22 ซึ่งเป็นเงิน 49% ที่มีแมงกานีส แต่จะมีความเหนียวเล็กน้อยในการไหล BAG-24 เป็นเงิน 50% ปราศจากแคดเมียมและไม่มีการประนีประนอม  มันไหลได้ดีแต่อ่อนกว่า BAG-3 และ BAG-22 ประมาณ 40%

    เราชอบ Black Flux มาก แม้ว่าหลายๆ คนจะประสบความสำเร็จกับ White Flux ก็ตาม ในทั้งสองกรณี เห็นได้ชัดว่าเป็นฟลักซ์อุณหภูมิสูง นอกจากนี้ เราพบว่า Black Flux บริสุทธิ์ช่วยให้ไหลได้ดีกว่าและข้อต่อแข็งแรงกว่า Black Flux ทั่วไป  

    พื้นที่สุดท้ายที่มีข้อผิดพลาดเกิดขึ้นคือการออกแบบร่วมกัน ช่างเชื่อมที่ผ่านการฝึกอบรมมักต้องการประกอบชิ้นส่วนแล้วจึงร้อยลูกปัด เมื่อพวกเขาบัดกรี พวกเขาต้องการประกอบชิ้นส่วนแล้วดูดโลหะผสมสำหรับบัดกรีเข้าไปในข้อต่อ   

    เมื่อบัดกรีคาร์ไบด์ มักจะมีประสิทธิภาพมากกว่ามากในการฟลักซ์ด้านข้างและด้านล่างของรอยบาก จากนั้นจึงวางชิ้นส่วนของลวดโลหะผสมฟลักซ์ไว้ใต้คาร์ไบด์  สิ่งที่คุณทำคือให้ความร้อนจนกว่าคาร์ไบด์จะเข้าที่   

    มาตรฐานควรอยู่ที่ว่าคาร์ไบด์แตกหรือเหล็กขาดก่อนที่ข้อต่อจะพัง