(1) Lehimleme özellikleri, grafit ve elmas polikristalin lehimlemede karşılaşılan sorunlar, seramik lehimlemede karşılaşılan sorunlara çok benzer. Metal lehimlemeyle karşılaştırıldığında, grafit ve elmas polikristalin malzemeleri ıslatmak zordur ve termal genleşme katsayısı genel yapı malzemelerininkinden çok farklıdır. İkisi de doğrudan havada ısıtılır ve sıcaklık 400°C'yi aştığında oksidasyon veya karbonizasyon meydana gelir. Bu nedenle, vakumlu lehimleme tercih edilmeli ve vakum derecesi 10-1Pa'dan az olmamalıdır. Her ikisinin de mukavemeti yüksek olmadığından, lehimleme sırasında termal gerilim oluşursa çatlaklar oluşabilir. Düşük termal genleşme katsayısına sahip lehim dolgu metali seçmeye çalışın ve soğuma hızını sıkı bir şekilde kontrol edin. Bu tür malzemelerin yüzeyinin sıradan lehim dolgu metalleriyle ıslatılması kolay olmadığından, lehimlemeden önce grafit ve elmas polikristalin malzemelerin yüzeyine yüzey modifikasyonu (vakum kaplama, iyon püskürtme, plazma püskürtme ve diğer yöntemler) yoluyla 2,5 ~ 12,5 um kalınlığında W, Mo ve diğer elementlerden oluşan bir tabaka biriktirilebilir ve bunlarla karşılık gelen karbürler oluşturulabilir veya yüksek aktiviteli lehim dolgu metalleri kullanılabilir.
Grafit ve elmasın, parçacık boyutu, yoğunluk, saflık ve diğer açılardan farklılık gösteren ve farklı lehimleme özelliklerine sahip birçok sınıfı vardır. Ayrıca, polikristalin elmas malzemelerin sıcaklığı 1000 ℃'yi aşarsa, polikristalin aşınma oranı düşmeye başlar ve sıcaklık 1200 ℃'yi aştığında aşınma oranı %50'den fazla azalır. Bu nedenle, vakumlu elmas lehimlemede, lehimleme sıcaklığı 1200 ℃'nin altında tutulmalı ve vakum derecesi 5 × 10-2Pa'dan az olmamalıdır.
(2) Lehim dolgu metali seçimi esas olarak kullanım ve yüzey işlemeye bağlıdır. Isıya dayanıklı bir malzeme olarak kullanıldığında, yüksek lehimleme sıcaklığına ve iyi ısı direncine sahip lehim dolgu metali seçilmelidir; kimyasal korozyona dayanıklı malzemeler için, düşük lehimleme sıcaklığına ve iyi korozyon direncine sahip lehim dolgu metalleri seçilir. Yüzey metalizasyon işleminden sonra grafit için, yüksek sünekliğe ve iyi korozyon direncine sahip saf bakır lehim kullanılabilir. Gümüş bazlı ve bakır bazlı aktif lehim, grafit ve elmasa göre iyi ıslanabilirlik ve akışkanlığa sahiptir, ancak lehimli bağlantının kullanım sıcaklığının 400 ℃'yi aşması zordur. 400 ℃ ile 800 ℃ arasında kullanılan grafit bileşenler ve elmas takımlar için genellikle altın bazlı, paladyum bazlı, manganez bazlı veya titanyum bazlı dolgu metalleri kullanılır. 800 ℃ ile 1000 ℃ arasında kullanılan bağlantılarda nikel bazlı veya matkap bazlı dolgu metalleri kullanılır. Grafit komponentleri 1000 ℃’nin üzerinde kullanıldığında saf metal dolgu metalleri (Ni, PD, Ti) veya karbonla karbür oluşturabilen molibden, Mo, Ta ve diğer elementleri içeren alaşım dolgu metalleri kullanılabilir.
Yüzey işlemi yapılmamış grafit veya elmas için, tablo 16'daki aktif dolgu metalleri doğrudan lehimleme için kullanılabilir. Bu dolgu metallerinin çoğu titanyum esaslı ikili veya üçlü alaşımlardır. Saf titanyum, çok kalın bir karbür tabakası oluşturabilen grafitle güçlü bir şekilde reaksiyona girer ve doğrusal genleşme katsayısı, çatlak üretmesi kolay olan grafitten oldukça farklıdır, bu nedenle lehim olarak kullanılamaz. Ti'ye Cr ve Ni eklenmesi erime noktasını düşürebilir ve seramiklerle ıslanabilirliği artırabilir. Ti, esas olarak Ti Zr'den ve TA, Nb ve diğer elementlerin eklenmesiyle oluşan üçlü bir alaşımdır. Düşük bir doğrusal genleşme katsayısına sahiptir, bu da lehimleme gerilimini azaltabilir. Esas olarak Ti Cu'dan oluşan üçlü alaşım, grafit ve çeliğin lehimlenmesi için uygundur ve bağlantı yüksek korozyon direncine sahiptir.
Tablo 16 grafit ve elmasın doğrudan lehimlenmesi için lehim dolgu metalleri
(3) Lehimleme işlemi: Grafit lehimleme yöntemleri iki kategoriye ayrılabilir: birincisi yüzey metalizasyonundan sonra lehimleme, diğeri ise yüzey işlemi yapılmadan lehimleme. Hangi yöntem kullanılırsa kullanılsın, kaynak parçası montajdan önce ön işlemden geçirilmeli ve grafit malzemelerin yüzey kirleticileri alkol veya asetonla temizlenmelidir. Yüzey metalizasyonu lehimlemesinde, grafit yüzeyine plazma püskürtme ile bir Ni, Cu veya bir Ti, Zr veya molibden disilisid tabakası kaplanmalı ve ardından lehimleme için bakır veya gümüş esaslı dolgu metali kullanılmalıdır. Aktif lehimle doğrudan lehimleme, günümüzde en yaygın kullanılan yöntemdir. Lehimleme sıcaklığı, Tablo 16'da verilen lehime göre seçilebilir. Lehim, lehimlenen bağlantının ortasına veya bir ucuna yakın bir yere sıkıştırılabilir. Yüksek termal genleşme katsayısına sahip bir metalle lehimleme yapılırken, ara tampon tabaka olarak belirli bir kalınlıkta Mo veya Ti kullanılabilir. Geçiş tabakası, lehimleme ısıtması sırasında plastik deformasyona neden olabilir, termal stresi emebilir ve grafit çatlamasını önleyebilir. Örneğin, grafit ve hastelloyn bileşenlerinin vakumlu lehimlenmesinde geçiş bağlantısı olarak Mo kullanılır. Erimiş tuz korozyonuna ve radyasyona karşı iyi dirençli B-pd60ni35cr5 lehimi kullanılır. Lehimleme sıcaklığı 1260°C'dir ve sıcaklık 10 dakika boyunca sabit tutulur.
Doğal elmas, b-ag68.8cu16.7ti4.5, b-ag66cu26ti8 ve diğer aktif lehimlerle doğrudan lehimlenebilir. Lehimleme vakum altında veya düşük argon koruması altında yapılmalıdır. Lehimleme sıcaklığı 850°C'yi geçmemeli ve daha hızlı bir ısıtma hızı seçilmelidir. Lehimleme sıcaklığında tutma süresi, arayüzde sürekli bir tik tabakasının oluşmasını önlemek için çok uzun olmamalıdır (genellikle yaklaşık 10 saniye). Elmas ve alaşımlı çelik lehimlenirken, aşırı termal stresin neden olduğu elmas taneciklerinin hasar görmesini önlemek için geçiş için plastik ara katman veya düşük genleşmeli alaşım katmanı eklenmelidir. Ultra hassas işleme için torna takımı veya delme takımı, çelik gövdeye 20 ~ 100 mg küçük parçacıklı elmas lehimleyen ve lehim bağlantısının birleşim mukavemetinin 200 ~ 250 MPa'ya ulaştığı lehimleme işlemiyle üretilir.
Polikristalin elmas, alev, yüksek frekans veya vakum ile lehimlenebilir. Elmas dairesel testere bıçağı ile metal veya taş kesimi için yüksek frekanslı lehimleme veya alevli lehimleme kullanılmalıdır. Düşük erime noktasına sahip Ag Cu Ti aktif lehim dolgu metali seçilmelidir. Lehimleme sıcaklığı 850 ℃'nin altında kontrol edilmeli, ısıtma süresi çok uzun olmamalı ve yavaş bir soğuma hızı uygulanmalıdır. Petrol ve jeolojik sondajda kullanılan polikristalin elmas uçlar kötü çalışma koşullarına sahiptir ve büyük darbe yüklerine dayanır. Nikel bazlı lehim dolgu metali seçilebilir ve vakum lehimleme için ara katman olarak saf bakır folyo kullanılabilir. Örneğin, 350 ~ 400 kapsül Ф 4,5 ~ 4,5 mm sütunlu polikristalin elmas, kesici dişler oluşturmak için 35CrMo veya 40CrNiMo çeliğin deliklerine lehimlenir. Vakum lehimleme benimsenmiştir ve vakum derecesi 5 × 10-2Pa'dan az değildir, lehimleme sıcaklığı 1020 ± 5 ℃'dir, tutma süresi 20 ± 2 dakikadır ve lehimleme bağlantısının kesme dayanımı 200mpa'dan büyüktür
Lehimleme sırasında, kaynak parçasının kendi ağırlığı, metal parçanın üst kısımdaki grafit veya polikristalin malzemeye baskı yapmasını sağlamak için mümkün olduğunca montaj ve konumlandırmada kullanılmalıdır. Konumlandırma için fikstür kullanıldığında, fikstür malzemesi, kaynak parçasının termal genleşme katsayısına benzer bir malzeme olmalıdır.
Gönderi zamanı: 13 Haz 2022