Paslanmaz çeliğin lehimlenmesi

Paslanmaz çeliğin lehimlenmesi

1. Lehimlenebilirlik

Paslanmaz çelik lehimlemede birincil sorun, yüzeydeki oksit filminin lehimin ıslanmasını ve yayılmasını ciddi şekilde etkilemesidir.Çeşitli paslanmaz çelikler önemli miktarda Cr içerir ve bazıları ayrıca Ni, Ti, Mn, Mo, Nb ve yüzeyde çeşitli oksitler ve hatta kompozit oksitler oluşturabilen diğer elementleri içerir.Bunlar arasında, Cr ve Ti'nin Cr2O3 ve TiO2 oksitleri oldukça kararlıdır ve çıkarılması zordur.Havada lehimleme yaparken, bunları çıkarmak için aktif akı kullanılmalıdır;Koruyucu atmosferde lehimlendiğinde, oksit film yalnızca düşük çiğlenme noktası ve yeterince yüksek sıcaklık ile yüksek saflıkta atmosferde indirgenebilir;Vakumlu lehimlemede, iyi lehimleme etkisi elde etmek için yeterli vakum ve yeterli sıcaklığa sahip olmak gerekir.

Paslanmaz çelik lehimlemenin bir başka sorunu, ısıtma sıcaklığının ana metalin yapısı üzerinde ciddi bir etkiye sahip olmasıdır.Östenitik paslanmaz çeliğin lehimleme ısıtma sıcaklığı 1150 ℃'den yüksek olmamalıdır, aksi takdirde tahıl ciddi şekilde büyüyecektir;Östenitik paslanmaz çelik, kararlı Ti veya Nb elementi içermiyorsa ve yüksek karbon içeriğine sahipse, hassaslaştırma sıcaklığında (500 ~ 850 ℃) lehimlemeden de kaçınılmalıdır.Krom karbürün çökmesi nedeniyle korozyon direncinin düşmesini önlemek.Martensitik paslanmaz çelik için lehimleme sıcaklığı seçimi daha katıdır.Biri, sert lehimleme işlemini ısıl işlem süreci ile birleştirmek için, sert lehimleme sıcaklığını söndürme sıcaklığı ile eşleştirmektir;Diğeri ise, lehimleme sırasında ana metalin yumuşamasını önlemek için sert lehimleme sıcaklığının tavlama sıcaklığından daha düşük olması gerektiğidir.Çökeltmeyle sertleşen paslanmaz çeliğin lehimleme sıcaklığı seçim ilkesi, martensitik paslanmaz çeliğinkiyle aynıdır, yani en iyi mekanik özellikleri elde etmek için lehimleme sıcaklığı ısıl işlem sistemine uygun olmalıdır.

Yukarıdaki iki ana soruna ek olarak, östenitik paslanmaz çeliği lehimlerken, özellikle bakır çinko dolgu metali ile lehim yaparken gerilim çatlaması eğilimi vardır.Gerilme çatlamasını önlemek için, iş parçası sert lehimlemeden önce tavlanacak ve iş parçası lehimleme sırasında eşit şekilde ısıtılacaktır.

2. Lehimleme malzemesi

(1) Paslanmaz çelik kaynaklı bağlantıların kullanım gereksinimlerine göre, paslanmaz çelik kaynaklı bağlantılar için yaygın olarak kullanılan sert lehim dolgu metalleri arasında Kalay Kurşunlu sert lehim dolgu metali, gümüş bazlı sert lehim dolgu metali, bakır bazlı sert lehim dolgu metali, manganez bazlı sert lehim dolgu metali, nikel bazlı lehimleme dolgu metali ve değerli metal lehimleme dolgu metali.

Kalay kurşun lehim esas olarak paslanmaz çelik lehimleme için kullanılır ve yüksek kalay içeriğine sahip olması uygundur.Lehimin kalay içeriği ne kadar yüksek olursa, paslanmaz çelik üzerinde ıslanabilirliği o kadar iyi olur.Birkaç yaygın kalay kurşun lehimle lehimlenmiş 1Cr18Ni9Ti paslanmaz çelik bağlantıların kesme dayanımı Tablo 3'te listelenmiştir. Bağlantıların düşük mukavemeti nedeniyle, bunlar yalnızca küçük taşıma kapasiteli sert lehim parçaları için kullanılır.

Tablo 3 Kalay kurşun lehimle lehimlenmiş 1Cr18Ni9Ti paslanmaz çelik bağlantının kesme mukavemeti

Gümüş esaslı dolgu metalleri, paslanmaz çeliğin sert lehimlenmesi için en yaygın olarak kullanılan dolgu metalleridir.Bunlar arasında, gümüş bakır çinko ve gümüş bakır çinko kadmiyum dolgu metalleri en yaygın olarak kullanılır, çünkü lehimleme sıcaklığı ana metalin özellikleri üzerinde çok az etkiye sahiptir.Birkaç yaygın gümüş bazlı lehimle lehimlenmiş ICr18Ni9Ti paslanmaz çelik bağlantıların gücü Tablo 4'te listelenmiştir. Gümüş bazlı lehimlerle lehimlenmiş paslanmaz çelik bağlantılar, çok aşındırıcı ortamlarda nadiren kullanılır ve bağlantıların çalışma sıcaklığı genellikle 300 ℃'yi geçmez. .Paslanmaz çeliği nikelsiz olarak lehimlerken nemli ortamda lehimli bağlantının korozyonunu önlemek için b-ag50cuzncdni gibi daha fazla nikel içeren dolgu metali kullanılacaktır.Martensitik paslanmaz çeliği lehimlerken, ana metalin yumuşamasını önlemek için, b-ag40cuzncd gibi lehimleme sıcaklığı 650 ℃'yi aşmayan sert lehim dolgu metali kullanılmalıdır.Paslanmaz çeliği koruyucu atmosferde lehimlerken, yüzeydeki oksit filmini çıkarmak için b-ag92culi ve b-ag72culi gibi lityum içeren kendiliğinden lehimleme tozu kullanılabilir.Paslanmaz çeliği vakumda lehimlerken, Zn ve CD gibi buharlaşması kolay elementler içermediğinde dolgu metalinin hala iyi ıslanabilirliğe sahip olmasını sağlamak için, Mn, Ni ve RD gibi elementler içeren gümüş dolgu metali olabilir. seçildi.

Tablo 4 Gümüş bazlı dolgu metali ile lehimlenmiş ICr18Ni9Ti paslanmaz çelik bağlantının gücü

Farklı çeliklerin sert lehimlenmesi için kullanılan bakır bazlı sert lehim dolgu metalleri esas olarak saf bakır, bakır nikel ve bakır manganez kobalt lehim dolgu metalleridir.Saf bakır lehimleme dolgu metali esas olarak gaz koruması veya vakum altında lehimleme için kullanılır.Paslanmaz çelik bağlantının çalışma sıcaklığı 400 ℃'den fazla değildir, ancak bağlantının oksidasyon direnci zayıftır.Bakır nikel lehimleme dolgu metali esas olarak alev lehimleme ve indüksiyon lehimleme için kullanılır.Lehimli 1Cr18Ni9Ti paslanmaz çelik bağlantının mukavemeti Tablo 5'te gösterilmiştir. Bağlantının ana metal ile aynı mukavemete sahip olduğu ve çalışma sıcaklığının yüksek olduğu görülmektedir.Cu Mn co sert lehim dolgu metali esas olarak martensitik paslanmaz çeliğin koruyucu atmosferde lehimlenmesi için kullanılır.Eklem mukavemeti ve çalışma sıcaklığı, altın bazlı dolgu metali ile lehimlenenlerle karşılaştırılabilir.Örneğin, b-cu58mnco lehimli 1Cr13 paslanmaz çelik bağlantı, b-au82ni lehimli paslanmaz çelik bağlantı ile aynı performansa sahiptir (bkz. Tablo 6), ancak üretim maliyeti büyük ölçüde azalır.

Tablo 5 Yüksek sıcaklıkta bakır temel dolgu metali ile lehimlenmiş 1Cr18Ni9Ti paslanmaz çelik bağlantının kesme mukavemeti

Tablo 6 1Cr13 paslanmaz çelik lehimli bağlantının kesme mukavemeti

Manganez bazlı sert lehim dolgu metalleri esas olarak gaz korumalı lehimleme için kullanılır ve gazın saflığının yüksek olması gerekir.Ana metalin tane büyümesini önlemek için, lehimleme sıcaklığı 1150 ℃'den düşük olan ilgili sert lehim dolgu metali seçilmelidir.Tablo 7'de gösterildiği gibi, manganez bazlı lehimle lehimlenmiş paslanmaz çelik bağlantılar için tatmin edici lehimleme etkisi elde edilebilir. Bağlantının çalışma sıcaklığı 600 ℃'ye ulaşabilir.

Tablo 7 Manganez esaslı dolgu metali ile lehimlenmiş lcr18ni9fi paslanmaz çelik bağlantının kesme mukavemeti

Paslanmaz çelik, nikel bazlı dolgu metali ile lehimlendiğinde, bağlantı iyi bir yüksek sıcaklık performansına sahiptir.Bu dolgu metali genellikle gaz korumalı lehimleme veya vakumlu lehimleme için kullanılır.Derz oluşumu sırasında sert lehimli birleşimde daha fazla gevrek bileşiklerin üretilmesi sorununun üstesinden gelmek için, bağlantının mukavemetini ve plastisitesini ciddi şekilde azaltan elemanların yapı içinde kırılgan faz oluşturmasını sağlamak için derz aralığı en aza indirilmelidir. lehim tamamen ana metale dağılır.Sert lehim sıcaklığında uzun bekletme süresi nedeniyle ana metal tane büyümesinin oluşmasını önlemek için kaynak sonrası kısa süreli bekletme ve daha düşük sıcaklıkta (lehimleme sıcaklığına kıyasla) difüzyon işlemi işlem önlemleri alınabilir.

Paslanmaz çeliği sert lehimlemek için kullanılan asil metal lehimleme dolgu metalleri, temel olarak altın bazlı dolgu metallerini ve paladyum içeren dolgu metallerini içerir; bunların en tipikleri iyi ıslatılabilirliğe sahip b-au82ni, b-ag54cupd ve b-au82ni'dir.Lehimli paslanmaz çelik bağlantı, yüksek yüksek sıcaklık dayanımına ve oksidasyon direncine sahiptir ve maksimum çalışma sıcaklığı 800 ℃'ye ulaşabilir.B-ag54cupd, b-au82ni ile benzer özelliklere sahiptir ve fiyatı düşüktür, bu nedenle b-au82ni'nin yerini alma eğilimindedir.

(2) Akı ve fırın atmosferindeki paslanmaz çeliğin yüzeyi, yalnızca güçlü aktiviteye sahip akı kullanılarak giderilebilen Cr2O3 ve TiO2 gibi oksitler içerir.Paslanmaz çelik kalay kurşun lehimle lehimlendiğinde, uygun eritken fosforik asit sulu çözeltisi veya çinko oksit hidroklorik asit çözeltisidir.Fosforik asit sulu çözeltisinin aktivite süresi kısadır, bu nedenle hızlı ısıtmanın sert lehimleme yöntemi benimsenmelidir.Fb102, fb103 veya fb104 fluxlar, paslanmaz çeliğin gümüş bazlı dolgu metalleri ile lehimlenmesi için kullanılabilir.Paslanmaz çeliği bakır esaslı dolgu metali ile lehimlerken, yüksek lehimleme sıcaklığından dolayı fb105 flux kullanılır.

Paslanmaz çeliği fırında lehimlerken, genellikle vakum atmosferi veya hidrojen, argon ve bozunma amonyak gibi koruyucu atmosfer kullanılır.Vakumlu lehimleme sırasında vakum basıncı 10-2Pa'dan düşük olmalıdır.Koruyucu bir atmosferde lehimleme yaparken, gazın çiy noktası -40 ℃'den yüksek olmamalıdır Gaz saflığı yeterli değilse veya lehimleme sıcaklığı yüksek değilse, bor triflorür gibi az miktarda gaz lehim akısı olabilir. atmosfere eklenebilir.

2. Lehimleme teknolojisi

Paslanmaz çelik, herhangi bir gres ve yağ filmini çıkarmak için sert lehimlemeden önce daha sıkı temizlenmelidir.Temizledikten hemen sonra lehimlemek daha iyidir.

Paslanmaz çelik lehimleme alev, indüksiyon ve fırın orta ısıtma yöntemlerini benimseyebilir.Fırında lehimleme fırını iyi bir sıcaklık kontrol sistemine sahip olmalıdır (lehim sıcaklığının sapması ± 6 ℃ olmalıdır) ve hızlı bir şekilde soğutulabilir.Sert lehimleme için koruyucu gaz olarak hidrojen kullanıldığında, hidrojen gereksinimleri sert lehimleme sıcaklığına ve ana metalin bileşimine bağlıdır, yani lehimleme sıcaklığı ne kadar düşükse, ana metal o kadar fazla stabilizatör içerir ve çiy o kadar düşük olur. hidrojen noktası gereklidir.Örneğin, 1Cr13 ve cr17ni2t gibi martensitik paslanmaz çelikler için 1000 ℃'de lehimlendiğinde hidrojenin çiy noktasının -40 ℃'den düşük olması gerekir;Stabilizatörsüz 18-8 krom nikel paslanmaz çelik için, 1150 ℃'de lehimleme sırasında hidrojenin çiy noktası 25 ℃'den düşük olmalıdır;Bununla birlikte, titanyum stabilizatör içeren 1Cr18Ni9Ti paslanmaz çelik için, 1150 ℃'de lehimleme sırasında hidrojen çiy noktası -40 ℃'den düşük olmalıdır.Argon korumalı lehimleme yaparken argonun saflığının daha yüksek olması gerekir.Paslanmaz çeliğin yüzeyine bakır veya nikel kaplanırsa, koruyucu gazın saflığı gereksinimi azaltılabilir.Paslanmaz çeliğin yüzeyindeki oksit filminin çıkarılmasını sağlamak için BF3 gaz akısı da eklenebilir ve lityum veya bor içeren self flux lehim de kullanılabilir.Paslanmaz çeliği vakumla lehimlerken, vakum derecesi gereksinimleri lehimleme sıcaklığına bağlıdır.Lehimleme sıcaklığının artmasıyla gerekli vakum azaltılabilir.

Lehimlemeden sonra paslanmaz çeliğin ana işlemi, artık akı ve artık akış inhibitörünü temizlemek ve gerekirse lehimleme sonrası ısıl işlem yapmaktır.Kullanılan flux ve lehimleme yöntemine bağlı olarak, kalan flux su ile yıkanabilir, mekanik olarak temizlenebilir veya kimyasal olarak temizlenebilir.Derz yakınındaki ısıtılmış alanda kalan eritkeni veya oksit filmini temizlemek için aşındırıcı kullanılırsa, kum veya metalik olmayan diğer ince parçacıklar kullanılmalıdır.Martensitik paslanmaz çelikten ve çökeltme sertleştirmeli paslanmaz çelikten yapılmış parçalar, sert lehimlemeden sonra malzemenin özel gereksinimlerine göre ısıl işleme tabi tutulur.Ni Cr B ve Ni Cr Si dolgu metalleri ile lehimlenmiş paslanmaz çelik bağlantılar, sert lehimleme boşluğu gereksinimlerini azaltmak ve bağlantıların mikro yapısını ve özelliklerini iyileştirmek için genellikle sert lehimlemeden sonra difüzyon ısıl işlemine tabi tutulur.