Löten von Werkzeugstahl und Hartmetall

1. Lötmaterial

(1) Lötwerkzeugstähle und Hartmetalle verwenden normalerweise reine Kupfer-, Kupfer-Zink- und Silber-Kupfer-Hartlote.Reines Kupfer hat eine gute Benetzbarkeit mit allen Arten von Hartmetallen, aber die beste Wirkung kann durch Hartlöten in einer reduzierenden Wasserstoffatmosphäre erzielt werden.Gleichzeitig ist aufgrund der hohen Löttemperatur die Spannung in der Verbindung groß, was zu einer erhöhten Rissneigung führt.Die Scherfestigkeit der mit reinem Kupfer gelöteten Verbindung beträgt etwa 150 MPa, und die Plastizität der Verbindung ist ebenfalls hoch, aber sie ist nicht für Hochtemperaturarbeiten geeignet.

Kupfer-Zink-Füllmetall ist das am häufigsten verwendete Füllmetall zum Hartlöten von Werkzeugstählen und Hartmetallen.Um die Benetzbarkeit des Lots und die Festigkeit der Verbindung zu verbessern, werden dem Lot häufig Mn, Ni, Fe und andere Legierungselemente zugesetzt.Zum Beispiel wird b-cu58znmn w (MN) 4% hinzugefügt, damit die Scherfestigkeit von hartgelöteten Hartmetallverbindungen bei Raumtemperatur 300 ~ 320 MPa erreicht;Es kann immer noch 220 ~ 240 MPa bei 320 ℃ aufrechterhalten.Durch Hinzufügen einer kleinen Menge CO auf der Basis von b-cu58znmn kann die Scherfestigkeit der gelöteten Verbindung 350 MPa erreichen und hat eine hohe Schlagzähigkeit und Dauerfestigkeit, wodurch die Lebensdauer von Schneidwerkzeugen und Gesteinsbohrwerkzeugen erheblich verbessert wird.

Der niedrigere Schmelzpunkt des Silber-Kupfer-Hartlots und die geringere thermische Belastung der gelöteten Verbindung sind vorteilhaft, um die Rissneigung von Hartmetall während des Lötens zu verringern.Um die Benetzbarkeit des Lötmittels zu verbessern und die Festigkeit und Arbeitstemperatur der Verbindung zu verbessern, werden dem Lötmittel häufig Mn, Ni und andere Legierungselemente zugesetzt.Beispielsweise hat b-ag50cuzncdni-Lötmittel eine ausgezeichnete Benetzbarkeit mit Hartmetall, und die hartgelötete Verbindung hat gute umfassende Eigenschaften.

Zusätzlich zu den oben genannten drei Arten von Hartloten können Hartlote auf Mn- und Ni-Basis, wie z. B. b-mn50nicucrco und b-ni75crsib, für die Hartmetallbearbeitung über 500 ° C ausgewählt werden und eine hohe Verbindungsfestigkeit erfordern.Für das Löten von Schnellarbeitsstahl sollte das Sonderlot mit der zur Abschrecktemperatur passenden Löttemperatur ausgewählt werden.Dieses Füllmetall wird in zwei Kategorien unterteilt: Die eine ist Füllmetall vom Ferromangan-Typ, das hauptsächlich aus Ferromangan und Borax besteht.Die Scherfestigkeit der gelöteten Verbindung beträgt im Allgemeinen etwa 100 MPa, aber die Verbindung neigt zu Rissen;Eine andere Art von spezieller Kupferlegierung, die Ni, Fe, Mn und Si enthält, erzeugt nicht leicht Risse in den gelöteten Verbindungen, und ihre Scherfestigkeit kann auf 300 MPa erhöht werden.

(2) Die Auswahl von Flussmittel und Schutzgaslot muss auf den zu schweißenden Grundwerkstoff und Schweißzusatz abgestimmt sein.Beim Löten von Werkzeugstahl und Hartmetall werden als Lötflussmittel hauptsächlich Borax und Borsäure 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 hauptsächlich verwendet, wenn Speziallote zum Löten von Schnellarbeitsstahl verwendet werden.

Um eine Oxidation des Werkzeugstahls während des Lötens zu verhindern und eine Reinigung nach dem Löten zu vermeiden, kann Schutzgaslöten verwendet werden.Das Schutzgas kann entweder Inertgas oder Reduktionsgas sein, und der Taupunkt des Gases muss unter -40 ℃ liegen. Hartmetall kann unter Wasserstoffschutz gelötet werden, und der erforderliche Wasserstofftaupunkt muss unter -59 liegen ℃.

2. Löttechnik

Der Werkzeugstahl muss vor dem Löten gereinigt werden, und die bearbeitete Oberfläche darf nicht zu glatt sein, um das Benetzen und Verteilen von Materialien und Lötflussmitteln zu erleichtern.Die Oberfläche von Hartmetall muss vor dem Löten sandgestrahlt oder mit Siliziumkarbid oder einer Diamantschleifscheibe poliert werden, um überschüssigen Kohlenstoff auf der Oberfläche zu entfernen, damit sie während des Lötens vom Hartlot benetzt wird.Hartmetall, das Titankarbid enthält, ist schwer zu benetzen.Kupferoxid- oder Nickeloxidpaste wird auf seine Oberfläche auf eine neue Weise aufgetragen und in einer reduzierenden Atmosphäre gebacken, um einen Kupfer- oder Nickelübergang an die Oberfläche zu bewirken, um die Benetzbarkeit von starkem Lötmittel zu erhöhen.

Das Löten von Kohlenstoff-Werkzeugstahl sollte vorzugsweise vor oder gleichzeitig mit dem Abschreckprozess durchgeführt werden.Wird vor dem Abschrecken gelötet, muss die Solidustemperatur des eingesetzten Schweißzusatzes höher sein als der Abschrecktemperaturbereich, damit das Schweißgut beim Wiedererwärmen auf die Abschrecktemperatur noch eine ausreichend hohe Festigkeit ohne Versagen aufweist.Wenn Löten und Abschrecken kombiniert werden, muss das Lot mit einer Solidustemperatur nahe der Abschrecktemperatur ausgewählt werden.

Legierter Werkzeugstahl hat eine breite Palette von Komponenten.Das geeignete Lötfüllmetall, das Wärmebehandlungsverfahren und die Technologie der Kombination von Löt- und Wärmebehandlungsverfahren sollten entsprechend der spezifischen Stahlsorte bestimmt werden, um eine gute Verbindungsleistung zu erzielen.

Die Abschrecktemperatur von Schnellarbeitsstahl ist im Allgemeinen höher als die Schmelztemperatur von Silber-Kupfer- und Kupfer-Zink-Lot, daher ist es notwendig, vor dem Löten abzuschrecken und während oder nach dem sekundären Anlassen zu löten.Falls nach dem Löten ein Abschrecken erforderlich ist, darf zum Löten nur das oben genannte Spezialhartlot verwendet werden.Beim Löten von Schneidwerkzeugen aus Schnellarbeitsstahl ist es angebracht, einen Koksofen zu verwenden.Wenn das Lötfüllmetall geschmolzen ist, nehmen Sie das Schneidwerkzeug heraus und setzen Sie es sofort unter Druck, extrudieren Sie das überschüssige Lötfüllmetall, führen Sie dann eine Ölabschreckung durch und tempern Sie es dann bei 550 ~ 570 ℃.

Beim Löten der Hartmetallklinge mit der Stahlwerkzeugstange sollte das Verfahren zum Vergrößern des Lötspalts und Anbringen einer Kunststoffausgleichsdichtung im Lötspalt angewendet werden, und nach dem Schweißen sollte eine langsame Abkühlung durchgeführt werden, um die Lötspannung zu verringern, Risse zu vermeiden und verlängern die Lebensdauer der Hartmetall-Werkzeuganordnung.

Nach dem Faserschweißen müssen die Flussmittelrückstände auf der Schweißung mit heißem Wasser oder einer allgemeinen Schlackenentfernungsmischung gewaschen und dann mit einer geeigneten Beizlösung gebeizt werden, um den Oxidfilm auf der Basiswerkzeugstange zu entfernen.Achten Sie jedoch darauf, keine Salpetersäurelösung zu verwenden, um eine Korrosion des Lötverbindungsmetalls zu verhindern.