Hartmetall ist eine Art von pulvermetallurgisch hergestellter Legierung, die aus 9 Arten von Metallkarbiden von IVA, VA und Metallen der über- und Eisengruppe wie Fe, CO und Ni besteht. Die Karbidphase verleiht der Legierung eine hohe H?rte und Verschlei?festigkeit, w?hrend die Bindephase der Legierung eine gewisse Festigkeit und Z?higkeit verleiht.

Gem?? der Zusammensetzung k?nnen Hartmetalle in fünf Kategorien eingeteilt werden: Hartmetalle auf Basis von Wolframkarbid, Hartmetalle auf Basis von Titankarbid, beschichtete Hartmetalle, Hartmetalle auf Stahlbasis und andere Hartmetalle.

Hartmetall kann je nach Anwendungsbereich in vier Kategorien eingeteilt werden: Hartmetall-Schneidwerkzeuge, Hartmetall-Formen, Hartmetall-Messwerkzeuge und verschlei?feste Teile sowie Hartmetall für den Bergbau und die Erd?lgeologie.

Im Allgemeinen wird WC Co-Hartmetall h?ufig in Schneidwerkzeugen, Metallziehwerkzeugen, Stanzwerkzeugen, Messwerkzeugen aus Gusseisen, Nichteisenmetallen und deren Legierungen sowie als verschlei?feste Teile für Bergbaumaschinen und geologische Erkundungen verwendet. WC-Ti-Co-Legierungen werden haupts?chlich beim Stahlschneiden verwendet; WC TiC – (NBC) – Co-Legierungen werden haupts?chlich zum Schneiden von Teilen mit hoher H?rte verwendet.

Obwohl andere Arten von Hartmetallen in den letzten Jahren gro?e Fortschritte gemacht und in einigen Spezialanwendungen gro?e Erfolge erzielt haben, haben Hartmetalle der WC Co-Serie (dh YG-Typ) hervorragende umfassende mechanische Eigenschaften, die am weitesten verbreitet sind und die gr??te Menge an Hartmetall aufweisen Karbide in der Industrie.

Probleme beim L?ten von Hartmetall

Die Hartl?teigenschaften von Hartmetall sind schlecht. Da der Kohlenstoffgehalt von Hartmetall hoch ist, enth?lt die Oberfl?che ohne Reinigung oft mehr freien Kohlenstoff, der die Benetzung des Lots behindert. Au?erdem oxidiert Sintercarbid leicht und bildet bei L?ttemperatur einen Oxidfilm, was auch die Benetzbarkeit des L?tmittels beeinflusst. Daher ist die Oberfl?chenreinigung vor dem Hartl?ten sehr wichtig, um die Benetzbarkeit von Lot auf Hartmetall zu verbessern. Bei Bedarf kann die Oberfl?che mit Kupfer oder Nickel plattiert werden.

Ein weiteres Problem beim Hartl?ten von Hartmetall besteht darin, dass die Verbindung leicht zu brechen ist. Dies liegt daran, dass sein linearer Ausdehnungskoeffizient nur halb so hoch ist wie der von kohlenstoffarmem Stahl. Wenn das Hartmetall mit der Matrix dieser Art von Stahl hartgel?tet wird, werden in der Verbindung gro?e thermische Spannungen erzeugt, was zu einem Rei?en der Verbindung führt. Daher sollten beim Hartl?ten von Hartmetall mit verschiedenen Materialien Ma?nahmen gegen Rissbildung ergriffen werden.

Oberfl?chenbehandlung vor dem L?ten

Vor dem L?ten müssen Oxid, Fett, Schmutz und Farbe auf der Werkstückoberfl?che sorgf?ltig entfernt werden, da das geschmolzene Lot weder die Oberfl?che des nicht gereinigten Teils benetzen noch den Fügespalt ausfüllen kann. Manchmal müssen die Teile vor dem L?ten mit einer bestimmten Metallschicht vorbeschichtet werden, um die L?tbarkeit des Grundmetalls und die Korrosionsbest?ndigkeit der L?tverbindung zu verbessern.

1. Das ?l kann durch organisches L?sungsmittel entfernt werden

üblicherweise verwendete organische L?sungsmittel sind Alkohol, Tetrachlorkohlenstoff, Benzin, Trichlorethylen, Dichlorethan und Trichlorethan. In der Kleinserienfertigung kann es gereinigt werden, indem die Null-Asche in ein organisches L?sungsmittel getaucht wird. Das Entfetten in Dampf von organischen L?sungsmitteln wird in der Massenproduktion weithin verwendet. Darüber hinaus kann auch die Reinigung in hei?er Alkalil?sung zufriedenstellende Ergebnisse erzielen. Beispielsweise k?nnen Stahlteile zum Entfetten in 10%-Natronlauge bei 70-80 ° C getaucht werden, Kupfer- und Kupferlegierungsteile k?nnen in einer L?sung aus 50 g Trinatriumphosphat, 50 g Natriumbicarbonat und 1 l Wasser gereinigt werden, und die L?sungstemperatur betr?gt 60 ° C -80°C. Teile k?nnen auch in Spülmittel entfettet und nach dem Entfetten vorsichtig mit Wasser gereinigt werden. Wenn die Oberfl?che des Teils vollst?ndig mit Wasser benetzt werden kann, zeigt dies an, dass das Oberfl?chenfett entfernt wurde. Für kleine Teile mit komplexer Form und gro?er Menge kann auch die Ultraschallreinigung im Spezialbecken verwendet werden. Die Effizienz der Ultraschall?lentfernung ist hoch.

2. Oxid entfernen

Vor dem L?ten kann das Oxid auf der Oberfl?che der Teile durch ein mechanisches Verfahren, ein chemisches ?tzverfahren und ein elektrochemisches ?tzverfahren entfernt werden. Bei der mechanischen Reinigung kann der Oxidfilm auf der Oberfl?che mit Feile, Metallbürste, Sandpapier, Schleifscheibe und Sandstrahlen entfernt werden. Die Feilen- und Sandpapierreinigung wird für die Einzelstückfertigung verwendet, und die w?hrend der Reinigung gebildete Rille ist auch f?rderlich für das Benetzen und Verteilen von Lot. In der Serienfertigung kommen Schleifscheibe, Metallbürste und Sandstrahlen zum Einsatz. Die Oberfl?che von Aluminium, Aluminiumlegierungen und Titanlegierungen sollte nicht mechanisch gereinigt werden.

3. Metallbeschichtung auf der Grundmetalloberfl?che

Der Hauptzweck des Beschichtens von Metall auf der Basismetalloberfl?che besteht darin, die L?tbarkeit einiger Materialien zu verbessern und die Benetzbarkeit des Lots mit dem Basismetall zu erh?hen; Verhindern Sie die Interaktion von Grundmetall und Lot auf die Verbindungsqualit?t von nachteiligen Auswirkungen, wie z. B. zur Vermeidung von Rissen, reduzieren Sie die Schnittstelle von spr?den intermetallischen Verbindungen; Als L?tschicht, um den Montageprozess zu vereinfachen und die Produktivit?t zu verbessern.

L?tmaterialien

1. Reines Kupfer, Kupferzink und Silberkupfer werden normalerweise zum L?ten von Werkzeugstahl und Hartmetall verwendet

Reines Kupfer hat eine gute Benetzbarkeit mit allen Arten von Hartmetallen, aber es muss in der reduzierenden Wasserstoffatmosph?re gel?tet werden, um die beste Wirkung zu erzielen. Gleichzeitig ist aufgrund der hohen L?ttemperatur die Spannung in der Verbindung gro?, was zu einer erh?hten Rissneigung führt. Die Scherfestigkeit der mit herk?mmlichem reinem Kupfer gel?teten Verbindung betr?gt etwa 150 MPa, und die Verbindung hat eine hohe Plastizit?t, ist jedoch nicht für Hochtemperaturarbeiten geeignet.

Kupfer-Zink-Lot ist das am h?ufigsten verwendete Lot zum Hartl?ten von Werkzeugstahl und Hartmetall. Um die Benetzbarkeit des L?tmittels und die Festigkeit der Verbindung zu verbessern, werden dem L?tmittel h?ufig Legierungselemente wie Mn, Ni und Fe zugesetzt. Zum Beispiel führt die Zugabe von W (MN) 4% zu b-cu58znmn dazu, dass die Scherfestigkeit der hartgel?teten Hartmetallverbindung 300–320 MPa bei Raumtemperatur und 220–240 MPa bei 320 °C erreicht, indem eine kleine Menge CO hinzugefügt wird Auf der Basis von b-cu58znmn kann die Scherfestigkeit der gel?teten Verbindung 350 MPa erreichen, und sie hat eine hohe Schlagz?higkeit und Ermüdungsfestigkeit, was die Lebensdauer von Schneidwerkzeugen und Gesteinsbohrwerkzeugen erheblich verbessern kann.

Der Schmelzpunkt von Silber-Kupfer-Lot ist niedrig und die thermische Belastung der L?tverbindung ist gering, was hilfreich ist, um die Rissneigung von Hartmetall w?hrend des L?tens zu verringern. Um die Benetzbarkeit des L?tmittels zu verbessern und die Festigkeit und Arbeitstemperatur der Verbindung zu erh?hen, werden dem L?tmittel h?ufig Legierungselemente wie Mn und Ni zugesetzt. Beispielsweise ist die Benetzbarkeit von b-ag50cuzncdni-L?tmittel mit Hartmetall ausgezeichnet, und die gel?tete Verbindung hat gute Gesamteigenschaften.

Zus?tzlich zu den oben genannten drei Arten von Loten k?nnen Lote auf Mn- und Ni-Basis, wie z. B. b-mn50nicucrco und b-ni75crsib, für Hartmetalle verwendet werden, die über 500 °C arbeiten und eine hohe Verbindungsfestigkeit erfordern. Für das Hartl?ten von Schnellarbeitsstahl sollte das spezielle Hartlot mit einer zur Abschrecktemperatur passenden L?ttemperatur ausgew?hlt werden. Das L?tfüllmetall kann in zwei Typen unterteilt werden: Der eine ist der Ferromangan-Typ, der haupts?chlich aus Ferromangan und Borax besteht. Die Scherfestigkeit der gel?teten Verbindung betr?gt im Allgemeinen etwa 100 MPa, aber die Verbindung neigt zu Rissen; Die andere ist eine spezielle Kupferlegierung, die Ni, Fe, Mn und Si enth?lt. Die damit gel?tete Verbindung ist nicht leicht zu knacken, und ihre Scherfestigkeit kann auf 300 MPa erh?ht werden.

2. Flussmittel und Schutzgas

Die Wahl des Flussmittels sollte mit dem Grundmetall und Lot übereinstimmen. Beim L?ten von Werkzeugstahl und Hartmetall werden haupts?chlich Borax und Bors?ure als Flussmittel verwendet, und einige Fluoride (KF, NaF, CaF2 usw.) werden hinzugefügt. Die Flussmittel Fb301, fb302 und fb105 werden für Kupfer-Zink-Lot verwendet, und die Flussmittel fb101-fb104 werden für Silber-Kupfer-Lot verwendet. Borax-Flussmittel wird haupts?chlich zum L?ten von Schnellarbeitsstahl mit Speziallot verwendet.

Um eine Oxidation des Werkzeugstahls w?hrend des L?tens zu verhindern und eine Reinigung nach dem L?ten zu vermeiden, kann Schutzgasl?ten verwendet werden. Das Schutzgas kann ein Inertgas oder ein Reduktionsgas sein, und der Taupunkt des Gases sollte niedriger als – 40 ℃ sein. Hartmetall kann unter dem Schutz von Wasserstoff gel?tet werden, und der Taupunkt von Wasserstoff sollte niedriger als – 59 ℃ sein.

L?tprozess

Der Werkzeugstahl muss vor dem L?ten gereinigt werden, und die bearbeitete Oberfl?che muss nicht zu glatt sein, um das Benetzen und Verteilen von Material und Flussmittel zu erleichtern. Vor dem L?ten sollte die Oberfl?che des Hartmetalls sandgestrahlt oder mit Siliziumkarbid oder einer Diamantschleifscheibe poliert werden, um überschüssigen Kohlenstoff zu entfernen, damit sie w?hrend des L?tens vom Lot benetzt wird. Das Titancarbid enthaltende Hartmetall ist schwierig zu benetzen. Die Benetzbarkeit von starkem Lot kann erh?ht werden, indem Kupferoxid- oder Nickeloxidpaste auf seine Oberfl?che aufgetragen und in reduzierender Atmosph?re gebrannt wird.

Es ist besser, Kohlenstoff-Werkzeugstahl vor oder gleichzeitig mit dem Abschreckprozess zu l?ten. Wird vor dem Abschreckvorgang gel?tet, sollte die Solidustemperatur des verwendeten Lotes h?her sein als der Abschrecktemperaturbereich, damit die Schwei?verbindung beim Wiedererw?rmen auf die Abschrecktemperatur noch genügend Festigkeit ohne Versagen aufweist. Wenn L?ten und Abschrecken kombiniert werden, sollte Lot mit einer Solidustemperatur nahe der Abschrecktemperatur ausgew?hlt werden.

Der Zusammensetzungsbereich von legiertem Werkzeugstahl ist sehr breit. Entsprechend der spezifischen Stahlsorte sollten das geeignete L?tfüllmetall, der W?rmebehandlungsprozess und die Technologie der Kombination von L?t- und W?rmebehandlungsprozess bestimmt werden, um eine gute Verbindungsleistung zu erzielen.

Die Abschrecktemperatur von Schnellarbeitsstahl ist im Allgemeinen h?her als die Schmelztemperatur von Silber-Kupfer- und Kupfer-Zink-Lot, daher ist ein Abschrecken vor dem L?ten und ein L?ten w?hrend oder nach dem sekund?ren Anlassen erforderlich. Muss nach dem L?ten abgeschreckt werden, darf nur mit dem oben genannten Spezialhartlot gel?tet werden. Beim L?ten von Werkzeugen aus Schnellarbeitsstahl ist es besser, einen Koksofen zu verwenden. Wenn das Lot schmilzt, nehmen Sie das Werkzeug heraus und setzen Sie es sofort unter Druck, extrudieren Sie das überschüssige Lot, kühlen Sie es mit ?l ab und tempern Sie es dann bei 550 ~ 570 ℃.

Beim L?ten von Hartmetallklingen mit Stahlwerkzeugstangen ist es besser, den Abstand zwischen der L?tnaht zu vergr??ern und eine Kunststoffausgleichsdichtung in die L?tnaht einzubringen und nach dem Schwei?en langsam abzukühlen, um die L?tspannung zu verringern, Risse zu vermeiden und die Dauer zu verl?ngern Lebensdauer der Hartmetall-Werkzeugbaugruppe.

Reinigung nach dem L?ten

Die meisten Flussmittelrückst?nde k?nnen die L?tstelle korrodieren und die Inspektion der L?tstelle behindern, daher muss sie gereinigt werden. Die Flussmittelreste auf der Schwei?ung werden zuerst mit hei?em Wasser oder einer allgemeinen Entschlackungsmischung gewaschen und dann mit einer geeigneten Beizl?sung gebeizt, um den Oxidfilm auf der Basiswerkzeugstange zu entfernen. Achten Sie jedoch darauf, keine Salpeters?urel?sung zu verwenden, um eine Korrosion des L?tmetalls zu verhindern. Die Rückst?nde des organischen Weichflussmittels k?nnen mit Benzin, Alkohol, Aceton und anderen organischen L?sungsmitteln abgewischt oder gereinigt werden; Die Rückst?nde von Zinkoxid und Ammoniumchlorid sind stark ?tzend, daher sollten sie in 10% NaOH-L?sung gereinigt und dann mit hei?em oder kaltem Wasser gereinigt werden. Die Rückst?nde von Borax und Bors?ure-Flussmittel werden im Allgemeinen durch mechanische Verfahren oder durch langes Einweichen in kochendes Wasser gel?st.

Prüfung der L?tqualit?t

Die Inspektionsmethoden für L?tverbindungen k?nnen in zerst?rungsfreie Inspektion und zerst?rende Inspektion unterteilt werden. Die Hauptmethoden der ZfP sind wie folgt:

Aussehensprüfung

F?rbetest und Fluoreszenztest. Diese beiden Methoden werden haupts?chlich verwendet, um Mikrorisse, Luftl?cher, Porosit?t und andere Defekte zu überprüfen, die bei der Sichtkontrolle nicht gefunden werden k?nnen.