ग्रेफाइट आणि डायमंड पॉलीक्रिस्टलाइनचे ब्रेझिंग

(१) ब्रेझिंगची वैशिष्ट्ये: ग्रेफाइट आणि डायमंड पॉलीक्रिस्टलाइन ब्रेझिंगमध्ये येणाऱ्या समस्या सिरेमिक ब्रेझिंगमध्ये येणाऱ्या समस्यांसारख्याच असतात. धातूच्या तुलनेत, सोल्डरिंगमध्ये ग्रेफाइट आणि डायमंड पॉलीक्रिस्टलाइन पदार्थ ओले करणे कठीण असते आणि त्याचा थर्मल विस्तार गुणांक सामान्य संरचनात्मक पदार्थांपेक्षा खूप वेगळा असतो. दोन्ही थेट हवेत गरम केले जातात आणि तापमान ४०० ℃ पेक्षा जास्त झाल्यावर ऑक्सिडेशन किंवा कार्बनायझेशन होईल. म्हणून, व्हॅक्यूम ब्रेझिंग स्वीकारले पाहिजे आणि व्हॅक्यूम डिग्री १०-१pa पेक्षा कमी नसावी. कारण दोन्हीची ताकद जास्त नसते, ब्रेझिंग दरम्यान थर्मल ताण असल्यास, क्रॅक येऊ शकतात. कमी थर्मल विस्तार गुणांक असलेले ब्रेझिंग फिलर धातू निवडण्याचा प्रयत्न करा आणि थंड होण्याचे प्रमाण काटेकोरपणे नियंत्रित करा. अशा पदार्थांच्या पृष्ठभागावर सामान्य ब्रेझिंग फिलर धातूंनी ओले करणे सोपे नसल्यामुळे, ब्रेझिंग करण्यापूर्वी पृष्ठभाग सुधारणेद्वारे (व्हॅक्यूम कोटिंग, आयन स्पटरिंग, प्लाझ्मा स्प्रेइंग आणि इतर पद्धती) ग्रेफाइट आणि डायमंड पॉलीक्रिस्टलाइन पदार्थांच्या पृष्ठभागावर 2.5 ~ 12.5um जाडीचा W, Mo आणि इतर घटकांचा थर जमा केला जाऊ शकतो आणि त्यांच्याशी संबंधित कार्बाइड तयार केले जाऊ शकतात किंवा उच्च क्रियाकलाप ब्रेझिंग फिलर धातू वापरल्या जाऊ शकतात.

ग्रेफाइट आणि डायमंडमध्ये अनेक ग्रेड असतात, जे कण आकार, घनता, शुद्धता आणि इतर पैलूंमध्ये भिन्न असतात आणि ब्रेझिंग वैशिष्ट्ये वेगवेगळी असतात. याव्यतिरिक्त, जर पॉलीक्रिस्टलाइन डायमंड मटेरियलचे तापमान १००० ℃ पेक्षा जास्त असेल, तर पॉलीक्रिस्टलाइन वेअर रेशो कमी होऊ लागतो आणि तापमान १२०० ℃ पेक्षा जास्त झाल्यावर वेअर रेशो ५०% पेक्षा जास्त कमी होतो. म्हणून, व्हॅक्यूम ब्रेझिंग डायमंड करताना, ब्रेझिंग तापमान १२०० ℃ पेक्षा कमी नियंत्रित केले पाहिजे आणि व्हॅक्यूम डिग्री ५ × १०-२Pa पेक्षा कमी नसावी.

(२) ब्रेझिंग फिलर धातूची निवड प्रामुख्याने वापर आणि पृष्ठभागाच्या प्रक्रियेवर आधारित असते. उष्णता-प्रतिरोधक सामग्री म्हणून वापरताना, उच्च ब्रेझिंग तापमान आणि चांगले उष्णता प्रतिरोधक असलेले ब्रेझिंग फिलर धातू निवडले पाहिजेत; रासायनिक गंज-प्रतिरोधक सामग्रीसाठी, कमी ब्रेझिंग तापमान आणि चांगले गंज प्रतिरोधक असलेले ब्रेझिंग फिलर धातू निवडले जातात. पृष्ठभागाच्या मेटॅलायझेशन उपचारानंतर ग्रेफाइटसाठी, उच्च लवचिकता आणि चांगले गंज प्रतिरोधक असलेले शुद्ध तांबे सोल्डर वापरले जाऊ शकते. चांदीवर आधारित आणि तांबे आधारित सक्रिय सोल्डरमध्ये ग्रेफाइट आणि हिऱ्यासाठी चांगली ओलेपणा आणि तरलता असते, परंतु ब्रेझ्ड जॉइंटचे सेवा तापमान ४०० ℃ पेक्षा जास्त असणे कठीण असते. ४०० ℃ आणि ८०० ℃ दरम्यान वापरल्या जाणाऱ्या ग्रेफाइट घटक आणि डायमंड टूल्ससाठी, सोन्याचा आधार, पॅलेडियम बेस, मॅंगनीज बेस किंवा टायटॅनियम बेस फिलर धातू सामान्यतः वापरले जातात. ८०० ℃ आणि १००० ℃ दरम्यान वापरल्या जाणाऱ्या जोड्यांसाठी, निकेलवर आधारित किंवा ड्रिलवर आधारित फिलर धातू वापरल्या पाहिजेत. जेव्हा ग्रेफाइट घटक १००० ℃ पेक्षा जास्त वापरले जातात, तेव्हा शुद्ध धातूचे फिलर धातू (Ni, PD, Ti) किंवा मोलिब्डेनम, Mo, Ta आणि कार्बनसह कार्बाइड तयार करू शकणारे इतर घटक असलेले मिश्र धातुचे फिलर धातू वापरले जाऊ शकतात.

पृष्ठभागावरील उपचार न करता ग्रेफाइट किंवा डायमंडसाठी, टेबल १६ मधील सक्रिय फिलर धातू थेट ब्रेझिंगसाठी वापरल्या जाऊ शकतात. यापैकी बहुतेक फिलर धातू टायटॅनियमवर आधारित बायनरी किंवा टर्नरी मिश्रधातू आहेत. शुद्ध टायटॅनियम ग्रेफाइटशी जोरदार प्रतिक्रिया देते, ज्यामुळे खूप जाड कार्बाइड थर तयार होऊ शकतो आणि त्याचा रेषीय विस्तार गुणांक ग्रेफाइटपेक्षा खूप वेगळा असतो, ज्यामुळे क्रॅक निर्माण करणे सोपे असते, म्हणून ते सोल्डर म्हणून वापरले जाऊ शकत नाही. Ti मध्ये Cr आणि Ni जोडल्याने वितळण्याचा बिंदू कमी होऊ शकतो आणि सिरेमिकसह ओलेपणा सुधारू शकतो. Ti हा एक टर्नरी मिश्रधातू आहे, जो प्रामुख्याने Ti Zr बनलेला आहे, ज्यामध्ये TA, Nb आणि इतर घटक जोडले आहेत. त्यात रेषीय विस्ताराचा कमी गुणांक आहे, जो ब्रेझिंग ताण कमी करू शकतो. Ti Cu बनलेला टर्नरी मिश्रधातू प्रामुख्याने ग्रेफाइट आणि स्टीलच्या ब्रेझिंगसाठी योग्य आहे आणि जॉइंटमध्ये उच्च गंज प्रतिरोधकता आहे.

टेबल १६ ग्रेफाइट आणि डायमंडच्या थेट ब्रेझिंगसाठी ब्रेझिंग फिलर धातू

(३) ब्रेझिंग प्रक्रिया ग्रेफाइटच्या ब्रेझिंग पद्धती दोन श्रेणींमध्ये विभागल्या जाऊ शकतात, एक म्हणजे पृष्ठभागावरील धातूकरणानंतर ब्रेझिंग आणि दुसरी म्हणजे पृष्ठभागावरील उपचारांशिवाय ब्रेझिंग. कोणतीही पद्धत वापरली तरी, असेंब्लीपूर्वी वेल्डमेंट प्रीट्रीट केले पाहिजे आणि ग्रेफाइट पदार्थांचे पृष्ठभागाचे दूषित घटक अल्कोहोल किंवा एसीटोनने स्वच्छ पुसले पाहिजेत. पृष्ठभागावरील धातूकरण ब्रेझिंगच्या बाबतीत, प्लाझ्मा फवारणीद्वारे ग्रेफाइट पृष्ठभागावर Ni, Cu किंवा Ti, Zr किंवा मॉलिब्डेनम डिसिलिसाइडचा थर लावावा आणि नंतर ब्रेझिंगसाठी तांबे आधारित फिलर धातू किंवा चांदी आधारित फिलर धातू वापरला पाहिजे. सक्रिय सोल्डरसह थेट ब्रेझिंग ही सध्या सर्वात जास्त वापरली जाणारी पद्धत आहे. टेबल १६ मध्ये दिलेल्या सोल्डरनुसार ब्रेझिंग तापमान निवडता येते. सोल्डर ब्रेझ केलेल्या जॉइंटच्या मध्यभागी किंवा एका टोकाजवळ क्लॅम्प करता येते. थर्मल एक्सपेंशनच्या मोठ्या गुणांक असलेल्या धातूने ब्रेझिंग करताना, विशिष्ट जाडी असलेले Mo किंवा Ti हे इंटरमीडिएट बफर लेयर म्हणून वापरले जाऊ शकते. ब्रेझिंग हीटिंग दरम्यान ट्रान्झिशन लेयर प्लास्टिकचे विकृतीकरण निर्माण करू शकते, थर्मल स्ट्रेस शोषून घेऊ शकते आणि ग्रेफाइट क्रॅकिंग टाळू शकते. उदाहरणार्थ, ग्रेफाइट आणि हॅस्टेलोइन घटकांच्या व्हॅक्यूम ब्रेझिंगसाठी ट्रान्झिशन जॉइंट म्हणून Mo चा वापर केला जातो. वितळलेल्या मीठाच्या गंज आणि रेडिएशनला चांगला प्रतिकार असलेला B-pd60ni35cr5 सोल्डर वापरला जातो. ब्रेझिंग तापमान 1260 ℃ आहे आणि तापमान 10 मिनिटे ठेवले जाते.

नैसर्गिक हिऱ्याला b-ag68.8cu16.7ti4.5, b-ag66cu26ti8 आणि इतर सक्रिय सोल्डर वापरून थेट ब्रेझ करता येते. ब्रेझिंग व्हॅक्यूम किंवा कमी आर्गॉन संरक्षणाखाली केले पाहिजे. ब्रेझिंग तापमान 850 ℃ पेक्षा जास्त नसावे आणि जलद गरम होण्याचा दर निवडला पाहिजे. इंटरफेसवर सतत टिक थर तयार होऊ नये म्हणून ब्रेझिंग तापमानात होल्डिंग वेळ जास्त नसावा (सामान्यत: सुमारे 10 सेकंद). हिरा आणि मिश्र धातु स्टील ब्रेझिंग करताना, जास्त थर्मल ताणामुळे हिऱ्याच्या दाण्यांचे नुकसान टाळण्यासाठी संक्रमणासाठी प्लास्टिक इंटरलेयर किंवा कमी विस्तार मिश्र धातु थर जोडला पाहिजे. अल्ट्रा प्रिसिजन मशीनिंगसाठी टर्निंग टूल किंवा बोरिंग टूल ब्रेझिंग प्रक्रियेद्वारे तयार केले जाते, जे स्टील बॉडीवर 20 ~ 100mg लहान कण डायमंड ब्रेझ करते आणि ब्रेझिंग जॉइंटची संयुक्त ताकद 200 ~ 250mpa पर्यंत पोहोचते.

पॉलीक्रिस्टलाइन डायमंड ज्वाला, उच्च वारंवारता किंवा व्हॅक्यूमद्वारे ब्रेझ केले जाऊ शकते. डायमंड वर्तुळाकार सॉ ब्लेड कापून धातू किंवा दगडासाठी उच्च वारंवारता ब्रेझिंग किंवा फ्लेम ब्रेझिंगचा अवलंब केला पाहिजे. कमी वितळण्याच्या बिंदूसह Ag Cu Ti सक्रिय ब्रेझिंग फिलर धातू निवडला पाहिजे. ब्रेझिंग तापमान 850 ℃ पेक्षा कमी नियंत्रित केले पाहिजे, गरम वेळ जास्त नसावा आणि मंद थंड होण्याचा दर स्वीकारला पाहिजे. पेट्रोलियम आणि भूगर्भीय ड्रिलिंगमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या पॉलीक्रिस्टलाइन डायमंड बिट्समध्ये खराब काम करण्याची परिस्थिती असते आणि त्यांना प्रचंड प्रभाव भार सहन करावा लागतो. निकेल आधारित ब्रेझिंग फिलर धातू निवडता येते आणि व्हॅक्यूम ब्रेझिंगसाठी इंटरलेयर म्हणून शुद्ध तांबे फॉइल वापरता येते. उदाहरणार्थ, 350 ~ 400 कॅप्सूल Ф 4.5 ~ 4.5 मिमी स्तंभीय पॉलीक्रिस्टलाइन डायमंड 35CrMo किंवा 40CrNiMo स्टीलच्या छिद्रांमध्ये ब्रेझ केला जातो जेणेकरून कटिंग दात तयार होतील. व्हॅक्यूम ब्रेझिंगचा अवलंब केला जातो, आणि व्हॅक्यूम डिग्री 5 × 10-2Pa पेक्षा कमी नाही, ब्रेझिंग तापमान 1020 ± 5 ℃ आहे, होल्डिंग वेळ 20 ± 2 मिनिटे आहे आणि ब्रेझिंग जॉइंटची कातरण्याची ताकद 200mpa पेक्षा जास्त आहे.

ब्रेझिंग दरम्यान, वेल्डमेंटचे स्वतःचे वजन शक्य तितके असेंब्ली आणि पोझिशनिंगसाठी वापरले पाहिजे जेणेकरून धातूचा भाग वरच्या भागात ग्रेफाइट किंवा पॉलीक्रिस्टलाइन मटेरियल दाबेल. पोझिशनिंगसाठी फिक्स्चर वापरताना, फिक्स्चर मटेरियल वेल्डमेंटच्या थर्मल एक्सपेंशन कोएन्शियंटसारखेच असावे.