Rodzaje materiałów wypełniających do lutowania stosowanych do lutowania narzędzi diamentowych

Technologia lutowania diamentów odnosi się do techniki wykorzystującej materiał wypełniający zdolny do reakcji chemicznej z cząsteczkami ściernymi diamentu i tworzenia metalurgicznego wiązania z podłożem stalowym. Istnieją różne typy procesów lutowania diamentowego, które w zależności od metody ogrzewania można podzielić na lutowanie laserowe, lutowanie indukcyjne i lutowanie-w wysokiej temperaturze.

 

 

Zasada działania narzędzi diamentowych do lutowania twardego polega na wykorzystaniu pierwiastków o dużym powinowactwie do węgla (takich jak Ti, Cr i Zr), które podczas lutowania ulegają reakcji chemicznej, tworząc węgliki i w ten sposób uzyskując metalurgiczne wiązanie pomiędzy diamentem, spoiwem i podłożem. W przypadku narzędzi diamentowych do lutowania wybór spoiwa bezpośrednio determinuje wydajność lutowanego narzędzia diamentowego.

 

 

Powszechnie stosowane luty metalowe są trudne do zwilżenia i rozprowadzenia na powierzchni diamentu. Podczas gdy stopiony nikiel wykazuje stosunkowo mały kąt zwilżania powierzchni diamentu w wysokich temperaturach, miedź nie zwilża powierzchni diamentu w wysokich temperaturach. Jednakże dodatek tytanu do miedzi znacznie poprawia zwilżalność stopów-na bazie miedzi na powierzchni diamentu.

 

Obecnie materiały lutownicze stosowane w narzędziach diamentowych można ogólnie podzielić na:

materiały lutownicze ze stopów-o wysokiej{{1}topliwości-, głównie na bazie niklu (np. Ni-Cr) i materiały lutownicze ze stopów o niskiej-temperaturze-, głównie na bazie srebra i miedzi (np. Cu-Sn-Ti, Ag-Cu-Ti i Ag-Cu-Cr).

 

 

 

W porównaniu do lutów lutowniczych na bazie niklu-i miedzi-, stopy lutownicze na bazie srebra-mają niższą temperaturę topnienia oraz dobre właściwości zwilżające i rozprowadzające. Stopy srebra-miedzi-tytanu mają niskie temperatury likwidusu, co jest korzystniejsze w produkcji narzędzi diamentowych. Dodanie niewielkiej ilości cząstek tytanu do metalicznego srebra może wzmocnić efekt lutowania; pierwiastek aktywny tytan reaguje z węglem zawartym w diamencie, tworząc węglik tytanu (TiC). Jednakże ze względu na wysoką cenę srebra i wysokie wymagania dotyczące próżni w przypadku tytanu, koszt lutowania jest wysoki; jednocześnie ten stop lutowniczy ma stosunkowo słabą siłę trzymania diamentu, przez co jest on podatny na odrywanie się podczas pracy. Dlatego też jego zastosowanie w lutowaniu narzędzi diamentowych nie jest zbyt powszechne. Stopy lutownicze na bazie-srebra są często stosowane w specjalnych sytuacjach wymagających niskiej odporności na zużycie.

 

 

Miedź jest metalem stosowanym w kablach i ma dobrą odporność na korozję. Miedź metaliczna znalazła szerokie zastosowanie w przemyśle energetycznym i chemicznym, jednak jej wysoki koszt w pewnym stopniu ograniczył jej skalę. Stopy lutownicze na bazie miedzi- dzielą się głównie na miedź-cynę-tytan i miedź-cynę-cyrkon-tytan. Według diagramu fazowego stopu metalu Cu-C rozpuszczalność pierwiastka C w Cu jest prawie zerowa. Dlatego też metaliczną miedź zazwyczaj miesza się z innymi metalami w celu wytworzenia mieszanych stopów lutowniczych poprawiających wytrzymałość złącza lutowanego. Ze względu na stosunkowo wysoką temperaturę topnienia miedzi, wymagana temperatura lutowania jest wysoka, co może powodować grafityzację diamentu. Dodanie cyny może obniżyć temperaturę reakcji i obniżyć koszty. Na obszarach o dobrym środowisku pracy i niskich wymaganiach dotyczących odporności na zużycie można wybrać stopy lutownicze na bazie miedzi-lub srebra-w celu zmniejszenia stopnia grafityzacji diamentu.

 

 

Stopy lutownicze na bazie niklu-mają wysoką twardość, dobrą odporność na korozję, dobrą odporność na zużycie i dobrą odporność na wysokie-temperatury i są szeroko stosowane w przemyśle lotniczym. Od momentu powstania stopy lutownicze na bazie niklu-poddano szeroko zakrojonym badaniom podstawowym i stosowanym, a ich rozwój komercyjny również wzbudził duże zainteresowanie. Stopy Ni-Cr są powszechnie stosowanymi stopami do lutowania w narzędziach diamentowych. Dzięki zastosowaniu stopów lutowniczych na bazie niklu do lutowania narzędzi diamentowych oba te narzędzia uzupełniają się nawzajem, a narzędzia te mogą być stosowane-do cięcia, szlifowania i wiercenia o wysokiej wytrzymałości.

 

 

 

Ze względu na rosnące trudności w obróbce materiałów oryginalne stopy lutownicze na bazie srebra-, miedzi- i niklu-stosowane do produkcji narzędzi diamentowych nie są już w stanie spełniać wyższych wymagań przetwórczych, takich jak zwiększenie wytrzymałości narzędzia przy jednoczesnym zachowaniu jego wytrzymałości w istniejących warunkach lutowania lub zmniejszenie naprężeń wewnętrznych narzędzia. Wielu uczonych zaproponowało koncepcję kompozytowych stopów lutowniczych, które jeszcze bardziej poprawiają wydajność lutowanych narzędzi poprzez dodanie twardych lub miękkich cząstek do stopu lutowniczego: dodanie nano- i mikronowych-cząstek ceramicznych Al2O3 do stopu lutowniczego Ag-Cu-Ti zwiększa wytrzymałość połączenia lutowanego i pomaga poprawić odporność narzędzia na zużycie; dodanie cząstek μ-TiC do kompozytowego stopu lutowniczego Ag-Cu-Ti poprawia odporność stopu lutowniczego i diamentu na zużycie oraz zapobiega tworzeniu się pęknięć w ściernicy diamentowej podczas lutowania; dodawanie różnych ilości Hf w celu wzmocnienia stopu lutowniczego niezawierającego Ni-Cr-Si-Cu-Sn-, jakim jest obniżenie temperatury topnienia stopu lutowniczego i udoskonalenie struktury ziaren.

 

Zalety i wady kilku różnych materiałów lutowniczych

 

Firma Huice dostarcza różne narzędzia diamentowe do lutowania twardego z ostrym szlifem, przystępnymi cenami i bezpośrednią sprzedażą od producentów. Zapraszamy do zapytania.

Skontaktuj się teraz

 

 

Odniesienie:

• „Analiza materiałów lutowniczych do lutowania cząstek diamentowych” Hou Miao
• „Rozwój lutowania i spawania dyfuzyjnego w produkcji narzędzi diamentowych” Li Shengnan