გრაფიტისა და ალმასის პოლიკრისტალური შედუღება

(1) შედუღების მახასიათებლები გრაფიტისა და ალმასის პოლიკრისტალური შედუღების პრობლემები ძალიან ჰგავს კერამიკული შედუღებისას.მეტალთან შედარებით, შედუღება რთულია სველი გრაფიტისა და ბრილიანტის პოლიკრისტალური მასალებისთვის და მისი თერმული გაფართოების კოეფიციენტი ძალიან განსხვავდება ზოგადი სტრუქტურული მასალებისგან.ორივე თბება პირდაპირ ჰაერში და დაჟანგვა ან კარბონიზაცია მოხდება, როდესაც ტემპერატურა 400 ℃-ს გადააჭარბებს.ამიტომ, ვაკუუმური შედუღება უნდა იქნას მიღებული და ვაკუუმის ხარისხი არ უნდა იყოს 10-1პა-ზე ნაკლები.იმის გამო, რომ ორივეს სიმტკიცე არ არის მაღალი, თუ თერმული სტრესია შედუღების დროს, შეიძლება გაჩნდეს ბზარები.შეეცადეთ შეარჩიოთ შედუღების შემავსებელი ლითონი თერმული გაფართოების დაბალი კოეფიციენტით და მკაცრად აკონტროლოთ გაგრილების სიჩქარე.ვინაიდან ასეთი მასალების ზედაპირი არ არის ადვილი დასასველებელი ჩვეულებრივი შემავსებლის ლითონებით, 2,5 ~ 12,5 მმ სისქის W, Mo და სხვა ელემენტების ფენა შეიძლება დაილექოს გრაფიტისა და ალმასის პოლიკრისტალური მასალების ზედაპირზე ზედაპირის მოდიფიკაციით (ვაკუუმური საფარი , იონური დაფქვა, პლაზმური შესხურება და სხვა მეთოდები) შედუღებამდე და მათთან შესაბამისი კარბიდების ფორმირება, ან მაღალი აქტივობის შემავსებლის ლითონების გამოყენება.

გრაფიტსა და ალმასს აქვს მრავალი ხარისხი, რომლებიც განსხვავდება ნაწილაკების ზომით, სიმკვრივით, სისუფთავით და სხვა ასპექტებით და აქვთ სხვადასხვა შედუღების მახასიათებლები.გარდა ამისა, თუ პოლიკრისტალური ალმასის მასალების ტემპერატურა აღემატება 1000 ℃, პოლიკრისტალური აცვიათ კოეფიციენტი იწყებს შემცირებას და აცვიათ თანაფარდობა მცირდება 50% -ზე მეტით, როდესაც ტემპერატურა აჭარბებს 1200 ℃.ამიტომ, ალმასის ვაკუუმური შედუღებისას, შედუღების ტემპერატურა უნდა კონტროლდებოდეს 1200 ℃-ზე ქვემოთ, ხოლო ვაკუუმის ხარისხი არ უნდა იყოს 5 × 10-2Pa-ზე ნაკლები.

(2) შედუღების შემავსებლის ლითონის არჩევანი ძირითადად ეფუძნება გამოყენებას და ზედაპირის დამუშავებას.სითბოს მდგრად მასალად გამოყენებისას უნდა შეირჩეს შედუღების შემავსებელი ლითონი მაღალი შედუღების ტემპერატურით და კარგი სითბოს წინააღმდეგობით;ქიმიური კოროზიისადმი მდგრადი მასალებისთვის შერჩეულია შედუღების შემავსებლის ლითონები დაბალი შედუღების ტემპერატურით და კარგი კოროზიის წინააღმდეგობით.ზედაპირის მეტალიზების დამუშავების შემდეგ გრაფიტისთვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას სუფთა სპილენძის შედუღება მაღალი გამტარიანობით და კარგი კოროზიის წინააღმდეგობით.ვერცხლზე დაფუძნებულ და სპილენძზე დაფუძნებულ აქტიურ შედუღებას აქვს კარგი ტენიანობა და სითხე გრაფიტისა და ალმასის მიმართ, მაგრამ შედუღებული სახსრის მუშაობის ტემპერატურა ძნელია აღემატებოდეს 400 ℃.გრაფიტის კომპონენტებისა და ალმასის ხელსაწყოებისთვის, რომლებიც გამოიყენება 400 ℃-დან 800 ℃-მდე, ჩვეულებრივ გამოიყენება ოქროს ბაზა, პალადიუმის ბაზა, მანგანუმის ბაზა ან ტიტანის ბაზის შემავსებელი ლითონები.800 ℃-დან 1000 ℃-მდე გამოყენებული სახსრებისთვის გამოყენებული უნდა იყოს ნიკელზე დაფუძნებული ან საბურღი შემავსებელი ლითონები.როდესაც გრაფიტის კომპონენტები გამოიყენება 1000 ℃-ზე ზემოთ, შეიძლება გამოყენებულ იქნას სუფთა ლითონის შემავსებელი ლითონები (Ni, PD, Ti) ან შენადნობი შემავსებელი ლითონები, რომლებიც შეიცავს მოლიბდენს, Mo, Ta და სხვა ელემენტებს, რომლებსაც შეუძლიათ კარბიდების შექმნა ნახშირბადთან ერთად.

გრაფიტის ან ბრილიანტისთვის ზედაპირული დამუშავების გარეშე, მე-16 ცხრილის აქტიური შემავსებელი ლითონები შეიძლება გამოყენებულ იქნას პირდაპირი შედუღებისთვის.ამ შემავსებლის მეტალების უმეტესობა არის ტიტანის დაფუძნებული ორობითი ან სამიანი შენადნობები.სუფთა ტიტანი ძლიერად რეაგირებს გრაფიტთან, რომელსაც შეუძლია შექმნას ძალიან სქელი კარბიდის ფენა და მისი ხაზოვანი გაფართოების კოეფიციენტი საკმაოდ განსხვავდება გრაფიტის კოეფიციენტისგან, რომელიც ადვილად წარმოქმნის ბზარებს, ამიტომ არ შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც შედუღება.Cr-ისა და Ni-ს Ti-ში დამატებამ შეიძლება შეამციროს დნობის წერტილი და გააუმჯობესოს დატენიანება კერამიკით.Ti არის სამიანი შენადნობი, ძირითადად შედგება Ti Zr-ისგან, TA, Nb და სხვა ელემენტების დამატებით.მას აქვს ხაზოვანი გაფართოების დაბალი კოეფიციენტი, რამაც შეიძლება შეამციროს შედუღების სტრესი.სამჯერადი შენადნობი, რომელიც ძირითადად შედგება Ti Cu-სგან, შესაფერისია გრაფიტისა და ფოლადის შედუღებისთვის, ხოლო სახსარს აქვს მაღალი კოროზიის წინააღმდეგობა.

ცხრილი 16 შედუღების შემავსებელი ლითონები გრაფიტისა და ალმასის პირდაპირი შედუღებისთვის

(3) შედუღების პროცესი გრაფიტის შედუღების მეთოდები შეიძლება დაიყოს ორ კატეგორიად, ერთი არის შედუღება ზედაპირის მეტალიზების შემდეგ, ხოლო მეორე არის შედუღება ზედაპირის დამუშავების გარეშე.არ აქვს მნიშვნელობა რომელი მეთოდი იქნება გამოყენებული, შედუღება უნდა დამუშავდეს შეკრებამდე და გრაფიტის მასალების ზედაპირის დამაბინძურებლები უნდა გაიწმინდოს სპირტით ან აცეტონით.ზედაპირული მეტალიზების შემთხვევაში, გრაფიტის ზედაპირზე პლაზმური შესხურებით უნდა დაიფაროს Ni, Cu ან Ti, Zr ან მოლიბდენის დისილიციდის ფენა, შემდეგ კი სპილენძზე დაფუძნებული შემავსებელი ლითონის ან ვერცხლის შემავსებლის შემავსებელი მეტალი. .პირდაპირი შედუღება აქტიური შედუღებით ამჟამად ყველაზე ფართოდ გამოყენებული მეთოდია.შედუღების ტემპერატურა შეიძლება შეირჩეს ცხრილი 16-ში მოცემული შედუღების მიხედვით. შედუღება შეიძლება დამაგრდეს შედუღებული სახსრის შუაში ან ერთ ბოლოზე.თერმული გაფართოების დიდი კოეფიციენტის მქონე მეტალთან შედუღებისას, გარკვეული სისქის Mo ან Ti შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც შუალედური ბუფერული ფენა.გარდამავალ ფენას შეუძლია წარმოქმნას პლასტიკური დეფორმაცია შედუღების დროს, შთანთქავს თერმული სტრესს და თავიდან აიცილებს გრაფიტის ბზარს.მაგალითად, Mo გამოიყენება როგორც გარდამავალი კვანძი გრაფიტის და ჰასტელოინის კომპონენტების ვაკუუმური შედუღებისთვის.გამოიყენება B-pd60ni35cr5 შედუღება კარგი გამძლეობით გამდნარი მარილის კოროზიისა და რადიაციის მიმართ.შედუღების ტემპერატურაა 1260 ℃ და ტემპერატურა ინახება 10 წუთის განმავლობაში.

ბუნებრივი ალმასის პირდაპირ შედუღება შესაძლებელია b-ag68.8cu16.7ti4.5, b-ag66cu26ti8 და სხვა აქტიური სამაგრებით.შედუღება უნდა განხორციელდეს ვაკუუმის ან დაბალი არგონის დაცვის ქვეშ.შედუღების ტემპერატურა არ უნდა აღემატებოდეს 850 ℃ და უნდა შეირჩეს უფრო სწრაფი გათბობის სიჩქარე.შედუღების ტემპერატურაზე შენარჩუნების დრო არ უნდა იყოს ძალიან გრძელი (ზოგადად დაახლოებით 10 წმ), რათა თავიდან იქნას აცილებული ინტერფეისზე უწყვეტი ტიკის ფენის წარმოქმნა.ალმასის და შენადნობი ფოლადის შედუღებისას უნდა დაემატოს პლასტიკური შუალედური ან დაბალი გაფართოების შენადნობის ფენა გადასასვლელად, რათა თავიდან აიცილოს ალმასის მარცვლების დაზიანება გადაჭარბებული თერმული სტრესით.მბრუნავი ხელსაწყო ან მოსაწყენი ხელსაწყო ულტრა ზუსტი დამუშავებისთვის დამზადებულია ბრაზინგის პროცესით, რომელიც ადუღებს 20 ~ 100 მგ მცირე ნაწილაკების ალმასს ფოლადის სხეულზე, ხოლო შედუღების სახსრის სიძლიერე აღწევს 200 ~ 250 მპა.

პოლიკრისტალური ბრილიანტი შეიძლება დაიბრაწოს ალივით, მაღალი სიხშირით ან ვაკუუმით.მაღალი სიხშირის ბრაჟირება ან ალივით შედუღება გამოყენებული უნდა იყოს ალმასის წრიული ხერხის დანა ლითონის ან ქვის საჭრელად.შერჩეული უნდა იყოს Ag Cu Ti აქტიური შედუღების შემავსებელი ლითონი დაბალი დნობის წერტილით.შედუღების ტემპერატურა უნდა კონტროლდებოდეს 850 ℃-ზე დაბლა, გათბობის დრო არ უნდა იყოს ძალიან გრძელი და მიღებული უნდა იყოს ნელი გაგრილების სიჩქარე.პოლიკრისტალური ალმასის ნაჭრები, რომლებიც გამოიყენება ნავთობსა და გეოლოგიურ ბურღვებში, აქვთ ცუდი სამუშაო პირობები და ატარებენ უზარმაზარ ზემოქმედების დატვირთვას.ნიკელზე დაფუძნებული ბრაჟინგის შემავსებლის ლითონი შეიძლება შეირჩეს და სუფთა სპილენძის კილიტა შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც შუალედი ვაკუუმური შედუღებისთვის.მაგალითად, 350 ~ 400 კაფსულა Ф 4.5 ~ 4.5 მმ სვეტოვანი პოლიკრისტალური ბრილიანტი ადუღდება 35CrMo ან 40CrNiMo ფოლადის პერფორაციებში საჭრელი კბილების შესაქმნელად.მიღებულია ვაკუუმური შედუღება, და ვაკუუმის ხარისხი არ არის არანაკლებ 5 × 10-2Pa, შედუღების ტემპერატურაა 1020 ± 5 ℃, შენახვის დრო არის 20 ± 2 წუთი, და შედუღების სახსრის წანაცვლების ძალა 200 მპა-ზე მეტია.

შედუღების დროს შედუღების თვითწონა უნდა იყოს გამოყენებული აწყობისა და განლაგებისთვის, რათა ლითონის ნაწილი დააჭიროს გრაფიტს ან პოლიკრისტალურ მასალას ზედა ნაწილში.სამაგრის პოზიციონირებისთვის გამოყენებისას, დასამაგრებელი მასალა უნდა იყოს მასალა, რომლის თერმული გაფართოების კოეფიციენტი მსგავსია შედუღების კოეფიციენტით.