石墨的钎焊方法可分两大类,一类是表面金属化后进行钎焊,另一类是表面不进行金属化而直接钎焊。不论哪种方法,装配前都应先对工件进行预处理,即用酒精或丙酮将石墨材料的表面污染物擦拭干净。
表面金属化法焊接时,应先在石墨表面电镀一层镍、铜,或用等离子弧喷镀一层钛、锆或二硅化钼,然后采用铜基钎料或银钎料进行钎焊。采用活性钎料直接钎焊是目前应用最多的方法,可根据表23-19中提供的钎料选择钎焊温度。
进行装配时,可将钎料夹在两工件中问或靠近一端。当与线胀系数大的金属钎焊时,可利用一定厚度的钼或钛作中问缓冲层,该缓冲层在钎焊加热时可发生塑性变形,吸收热应力,避免石墨开裂。例如,用钼缓冲层真空钎焊石墨和耐蚀镍基合金(HastelloyN)组件时,采用具有良好耐熔盐腐蚀和抗辐射性能的BPd60Ni35Cr5钎料,钎焊温度1260℃,保温时问10min。
2.金刚石的钎焊技术(www.daowen.com)
天然金刚石可以选用BAg68.8Cu26.7Ti4.5和BAg66Cu26Ti8等活性钎料直接钎焊,钎焊应在真空或氩气保护下进行。钎焊温度不宜超过850℃,应选择较快的加热速度,在钎焊温度下的保温时问不能过长(一般选10s左右),以免在界面形成连续的TiC层。金刚石与合金钢钎焊时,应加塑性中问层或低膨胀合金层进行过渡,以防止热应力过大造成金刚石晶粒的破坏。超精密加工用的车刀或镗刀采用钎焊工艺制造时,将0.1~0.5克拉(1克拉=2x10-4kg)的小颗粒金刚石钎焊到钢体上,钎焊接头强度达到了200~250MPa。
聚晶金刚石可以采用火焰钎焊、高频钎焊或真空钎焊。切削金属或石材用的金刚石圆锯片,应采用高频钎焊或火焰钎焊,选用熔点较低的Ag-Cu-Ti活性钎料,钎焊温度控制在850℃以下,加热时问不宜过长,并采取较慢的冷却速度。用于石油、地质钻探的聚晶金刚石钻头,工作条件恶劣,承受巨大的冲击载荷,可选用镍基钎料,用纯铜箔做中问层进行真空钎焊。例如,将350~400粒直径为4.5~4.5mm的柱状聚晶金刚石,钎焊到35CrMo或40CrNiMo钢的齿孔中构成切削齿时,可采用真空钎焊方法。真空度不低于5x10-2Pa,钎焊温度为(1020±5)℃,保温时问为(20±2)min,此时钎缝抗剪强度达到200MPa以上。
应当指出,钎焊时应尽可能利用工件的自重进行装配定位,一般使金属件处于上部,以便压住石墨或金刚石材料。当使用夹具定位时,应选用线胀系数与被焊工件相近的夹具材料。
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