초경합금 브레이징의 6가지 기본 사항

초경합금은 분말 야금으로 제조된 합금의 일반적인 명칭으로 9 금속의 종류 원소 주기율표의 IVa, Va 및 VIa 그룹의 탄화물과 Fe, Co 및 Ni와 같은 철족 금속.

탄화물 상은 합금에 높은 경도와 내마모성을 부여하고 결합 상은 합금에 일정한 강도와 인성을 부여합니다.

초경합금은 구성에 따라 다섯 가지 범주로 나눌 수 있습니다.텅스텐 카바이드 기반 초경합금, 티타늄 카바이드 기반 초경합금, 코팅 초경합금, 강철 기반 초경합금 및 기타 초경합금.

초경합금은 적용 범위에 따라 다음과 같이 네 가지 범주로 나눌 수 있습니다.: 초경 절삭 공구, 초경 금형, 초경합금, 초경합금 측정 도구 및 내마모성 부품, 석유 지질학 채굴용 초경합금에 사용됩니다.

일반적으로 WC Co 초경합금은 다음과 같이 널리 사용됩니다. 절단 도구금속 드로잉 다이, 스탬핑 다이주철용 측정 도구, 비철금속 및 그 합금, 광산 기계 및 지질 탐사용 내마모성 부품을 생산합니다;

WC Ti Co 합금은 주로 다음과 같은 용도로 사용됩니다. 스틸 커팅;

WC TiC - (NbC) - Co 합금은 주로 고경도 재료로 만든 부품을 절단하는 데 사용됩니다.

다른 유형의 초경합금은 최근 몇 년 동안 큰 발전을 이루었고 일부 특수 응용 분야에서 큰 성공을 거두었지만 WC Co 시리즈(즉, YG 유형) 초경합금은 매우 우수한 종합적인 기계적 특성을 가지고 있으며 업계에서 가장 널리 사용되고 사용되는 초경합금입니다.

1. 초경합금 브레이징에서 발생하는 문제

초경합금의 납땜성이 좋지 않습니다.

이는 탄소 함량 가 높고, 청소되지 않은 표면에는 종종 더 많은 자유 탄소가 포함되어 있어 땜납의 습윤을 방해합니다.

또한 초경합금은 산화되기 쉽고 다음에서 산화막을 형성합니다. 납땜 온도를 사용하여 땜납의 습윤성에도 영향을 미칩니다.

따라서 표면 청소 전에 브레이징 는 초경합금에서 브레이징 필러 금속의 습윤성을 개선하는 데 매우 중요합니다.

필요한 경우 표면에 구리 도금 또는 니켈 도금과 같은 조치를 취할 수 있습니다.

초경합금 브레이징의 또 다른 문제점은 접합부가 쉽게 갈라진다는 것입니다.

이는 선팽창 계수가 저탄소 강철의 절반에 불과하기 때문입니다.

초경합금이 이러한 유형의 강철 매트릭스로 브레이징되면 접합부에 큰 열 응력이 발생하여 접합부 균열이 발생합니다.

따라서 초경합금을 다른 재료와 브레이징할 때는 균열 방지 조치를 취해야 합니다.

2. 표면 처리 납땜 전

납땜하기 전에 녹은 땜납이 청소되지 않은 부품의 표면을 적시거나 조인트 간격을 채울 수 없으므로 작업물 표면의 산화물, 그리스, 먼지 및 페인트를 조심스럽게 제거해야 합니다.

때로는 모재의 납땜성과 납땜 조인트의 내식성을 향상시키기 위해 납땜 전에 부품을 특정 금속 층으로 사전 코팅해야 하는 경우도 있습니다.

(1) 유기 용매로 기름 얼룩 제거 가능

일반적인 유기 용매로는 알코올, 사염화탄소, 가솔린, 트리클로로에틸렌, 디클로로에탄 및 트리클로로에탄이 있습니다.

소량 생산 시에는 유기 용매에 담가서 제로를 세척할 수 있습니다.

대량 생산에 가장 널리 사용되는 방법은 유기 용매의 증기로 탈지하는 것입니다.

또한 뜨거운 알칼리성 용액에서도 만족스러운 결과를 얻을 수 있습니다.

예를 들어 강철 부품은 70~80℃의 10% 가성소다 용액에 담가 탈지하고, 구리 및 구리 합금 부품은 인산 삼 나트륨 50g, 중탄산 나트륨 50g, 물 1L 용액에 60~80°C의 온도에서 세척할 수 있습니다.

세제로 부품의 기름기를 제거한 다음 물로 조심스럽게 세척할 수도 있습니다.

부품 표면이 물에 완전히 젖을 수 있으면 표면 그리스가 제거되었음을 나타냅니다.

모양이 복잡하고 수량이 많은 작은 부품의 경우 특수 홈에 초음파 세척을 사용할 수도 있습니다.

초음파 오일 제거 효율이 높습니다.

(2) 산화물 제거

브레이징 전에 부품 표면의 산화물은 기계적 방법, 화학적 에칭 방법 및 전기 화학적 에칭 방법으로 처리할 수 있습니다.

파일, 금속 브러시, 연마지, 연마 휠 및 샌드 블라스팅 는 기계적인 방법으로 청소할 때 표면의 산화막을 제거하는 데 사용할 수 있습니다.

파일과 사포 청소는 단일 부품 생산에 사용되며 청소 중에 형성된 홈은 땜납의 습윤 및 확산에도 도움이 됩니다.

그라인딩 휠, 금속 브러시, 샌드 블라스팅 및 기타 방법으로 배치 생산에 사용됩니다.

기계적 세척은 알루미늄, 알루미늄 합금 표면에는 적합하지 않습니다. 티타늄 합금.

(3) 금속으로 코팅된 베이스 메탈 표면

모재 표면에 금속을 도금하는 주된 목적은 일부 재료의 납땜성을 개선하고 모재에 대한 땜납의 습윤성을 높이기 위한 것입니다;

모재와 필러 금속의 상호 작용이 접합 품질에 악영향을 미치는 것을 방지하여 균열을 방지하고 계면에서 부서지기 쉬운 금속 간 화합물을 줄이는 등 접합 품질에 악영향을 미치지 않도록 합니다;

솔더 레이어로서 조립 공정을 간소화하고 생산성을 향상시킵니다.

3. 납땜 재료

(1) 필러 금속

브레이징 도구 강철 및 경질 합금은 일반적으로 순수 구리, 구리 아연 및 은구리 필러 금속을 사용합니다.

순수 구리는 모든 종류의 초경합금에 대한 습윤성이 우수하지만 수소 환원 분위기에서 납땜하면 최상의 효과를 얻을 수 있습니다.

동시에 높은 납땜 온도로 인해 조인트의 응력이 커져 균열 경향이 증가합니다.

전통적인 순수 조인트의 전단 강도는 구리 브레이징 는 약 150MPa이며 조인트 가소성도 높지만 고온 작업에는 적합하지 않습니다.

구리 아연 필러 금속은 공구강 및 초경합금을 브레이징하는 데 가장 일반적으로 사용되는 필러 금속입니다.

필러 금속의 습윤성과 조인트의 강도를 향상시키기 위해 Mn, Ni, Fe 및 기타 합금 원소 를 필러 금속에 첨가하는 경우가 많습니다.

예를 들어, 초경합금 브레이징 조인트의 전단 강도를 상온에서 300~320MPa에 도달하고 320°C에서 220~240MPa를 유지하기 위해 B-Cu58ZnMn에 4% w(Mn)를 첨가합니다.

B-Cu58ZnMn을 기준으로 소량의 Co를 추가하면 브레이징 조인트의 전단 강도가 350MPa에 도달 할 수 있으며 충격 인성이 더 높고 피로 강도를 사용하여 공구 및 암반 드릴링 공구의 수명을 크게 향상시킵니다.

은 구리 필러 금속의 융점이 낮고 브레이징 조인트에서 발생하는 열 응력이 작아 브레이징 중 초경합금의 균열 경향을 줄이는 데 도움이 됩니다.

필러 금속의 습윤성을 개선하고 조인트의 강도와 작동 온도를 향상시키기 위해 Mn, Ni 및 기타 합금 원소를 필러 금속에 첨가하는 경우가 많습니다.

예를 들어, B-Ag50CuZnCdNi 필러 금속은 초경합금에 대한 습윤성이 우수하고 브레이징 조인트의 종합적인 특성이 우수합니다.

위의 세 가지 솔더 유형 외에도 500°C 이상에서 작동하고 높은 접합 강도가 필요한 초경합금에는 B-Mn50NiCuCrCo 및 B-Ni75CrSiB와 같은 Mn 기반 및 Ni 기반 솔더를 사용할 수 있습니다.

고속 강철의 납땜을 위해 특수 브레이징 필러 금속 납땜 온도와 담금질 온도가 일치하는 것을 선택해야 합니다.

이러한 종류의 브레이징 필러 금속은 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

하나는 페로망간과 붕사로 주로 구성된 페로망간 유형 브레이징 필러 금속입니다.

브레이징 조인트의 전단 강도는 일반적으로 약 100MPa이지만 조인트는 균열이 발생하기 쉽습니다.

다른 하나는 Ni, Fe, Mn, Si가 포함된 특수 구리 합금입니다.

브레이징된 조인트는 균열이 생기지 않으며 전단 강도를 300MPa까지 높일 수 있습니다.

(2) 플럭스 및 차폐 가스

납땜 플럭스의 선택은 용접할 모재 및 선택한 납땜 용가재와 일치해야 합니다.

관련 읽기: 용접 플럭스: 올바른 선택 및 사용 방법

공구강과 초경합금을 납땜할 때 사용되는 플럭스는 주로 붕사와 붕산이며, 약간의 불소(KF, NaF, CaF2 등)가 첨가됩니다.

구리 아연 솔더에는 FB301, FB302 및 FB105 플럭스가 장착되어 있으며, 은 구리 솔더에는 FB101 ～ FB104 플럭스가 장착되어 있습니다.

특수 브레이징 필러 금속을 브레이징에 사용하는 경우 고속 강철붕사 납땜 플럭스가 주로 사용됩니다.

납땜 가열 중 공구강의 산화를 방지하고 납땜 후 세척을 피하기 위해 가스 차폐 납땜을 사용할 수 있습니다.

차폐 가스는 불활성 가스 또는 환원 가스일 수 있으며, 가스의 이슬점은 -40℃보다 낮아야 합니다.

초경합금은 수소의 보호 하에 납땜할 수 있으며, 필요한 수소의 이슬점은 -59°C보다 낮아야 합니다.

4. 납땜 공정

공구강은 납땜 전에 세척해야 하며, 재료와 플럭스의 습윤 및 확산이 용이하도록 가공된 표면이 너무 매끄럽지 않아야 합니다.

초경합금의 표면은 납땜 전에 샌드 블라스팅하거나 실리콘 카바이드 또는 다이아몬드 연마 휠로 연마하여 표면의 과도한 탄소를 제거하여 납땜 중에 충전재 금속에 젖도록 해야 합니다.

티타늄 카바이드를 함유한 초경합금은 습윤이 어렵기 때문에 표면에 산화 구리 또는 니켈 산화물 페이스트를 새로운 방식으로 코팅하고 환원 분위기에서 구워 구리 또는 니켈이 표면으로 전이되도록 하여 강한 땜납의 습윤성을 높입니다.

탄소 공구강의 납땜은 가급적 납땜 전 또는 납땜과 동시에 수행해야 합니다. 담금질 프로세스.

담금질 공정 전에 브레이징을 수행하는 경우 사용되는 필러 금속의 고체 온도는 담금질 온도 범위보다 높아야 하므로 용접물이 고장 없이 담금질 온도로 재가열될 때 충분한 강도를 가질 수 있습니다.

브레이징과 담금질이 결합된 경우, 담금질 온도에 가까운 고체 온도를 가진 필러 금속을 선택해야 합니다.

합금 공구강의 구성 범위는 매우 넓습니다.

적절한 브레이징 필러 금속, 열처리 공정 및 브레이징과 열처리 공정을 결합하는 기술은 특정 상황에 따라 결정되어야 합니다. 스틸 타입를 사용하여 좋은 관절 성능을 얻을 수 있습니다.

고속강의 담금질 온도는 일반적으로 은 구리 및 구리 아연 땜납의 용융 온도보다 높기 때문에 납땜 전 담금질과 2차 템퍼링 중 또는 후에 납땜을 수행해야 합니다.

납땜 후 담금질을 수행해야 하는 경우, 앞서 언급한 특수 필러 금속만 납땜에 사용할 수 있습니다.

고속 강철 공구를 납땜할 때는 코크스 오븐을 사용하는 것이 적절합니다.

용가재가 녹으면 공구를 꺼내서 즉시 압력을 가하고 여분의 용가재를 압출한 다음 오일 담금질를 넣고 550~570℃에서 템퍼링합니다.

초경합금 공구를 강철 공구봉으로 납땜할 때는 납땜 이음새 간격을 늘리고 납땜 이음새에 플라스틱 보정 개스킷을 적용하고 용접 후 천천히 냉각하여 납땜 응력을 줄이고 균열을 방지하며 초경합금 공구 조립체의 서비스 수명을 연장하는 것이 좋습니다.

5. 납땜 후 청소

대부분의 플럭스 잔류물은 납땜 조인트를 부식시키고 납땜 조인트의 검사를 방해하므로 청소가 필요합니다.

용접물의 플럭스 잔여물은 뜨거운 물 또는 일반 슬래그 제거 혼합물로 세척한 다음 적절한 산세 용액으로 절임하여 베이스 공구의 산화막을 제거해야 합니다.

단, 납땜 금속의 부식을 방지하기 위해 질산 용액을 사용하지 마세요.

유기 납땜 플럭스의 잔여물은 가솔린, 알코올, 아세톤 및 기타 유기 용매로 닦거나 청소할 수 있습니다;

산화아연과 염화암모늄의 잔류물은 부식성이 강하므로 10% NaOH 용액으로 세척한 다음 뜨거운 물이나 찬물로 세척해야 합니다.

붕사 및 붕산 플럭스의 잔류물은 일반적으로 기계적 방법이나 끓는 물에 장기간 담가서 해결합니다.

6. 납땜 품질 검사

브레이징 조인트의 검사 방법은 비파괴 검사와 파괴 검사로 나눌 수 있습니다.

다음은 주로 다음과 같습니다. 비파괴 검사 방법:

(1) 육안 검사.

(2) 염료 테스트 및 형광 테스트.

이 두 가지 방법은 주로 외관 검사에서 발견할 수 없는 미세 균열, 공기 구멍, 느슨함 등의 결함을 확인하는 데 사용됩니다.