ग्राफाईट आणि डायमंड पॉलीक्रिस्टलाइनचे ब्रेझिंग

(१) ब्रेझिंगची वैशिष्ट्ये: ग्रॅफाइट आणि डायमंड पॉलिक्रिस्टलाइन ब्रेझिंगमधील समस्या सिरॅमिक ब्रेझिंगमध्ये आढळणाऱ्या समस्यांसारख्याच आहेत. धातूच्या तुलनेत, सोल्डर ग्रॅफाइट आणि डायमंड पॉलिक्रिस्टलाइन पदार्थांना ओले करणे कठीण असते, आणि त्याचा औष्णिक प्रसरणांक सामान्य संरचनात्मक पदार्थांपेक्षा खूप वेगळा असतो. या दोन्हींना थेट हवेत गरम केले जाते आणि तापमान ४००°C पेक्षा जास्त झाल्यास ऑक्सिडेशन किंवा कार्बनीकरण होते. म्हणून, व्हॅक्यूम ब्रेझिंगचा अवलंब केला पाहिजे आणि व्हॅक्यूमची पातळी १०⁻¹pa पेक्षा कमी नसावी. कारण या दोन्हींची ताकद जास्त नसते, ब्रेझिंग दरम्यान औष्णिक ताण आल्यास तडे जाऊ शकतात. कमी औष्णिक प्रसरणांक असलेला ब्रेझिंग फिलर धातू निवडण्याचा प्रयत्न करा आणि थंड होण्याच्या दरावर काटेकोरपणे नियंत्रण ठेवा. अशा पदार्थांचा पृष्ठभाग सामान्य ब्रेझिंग फिलर धातूंनी सहज ओला होत नसल्यामुळे, ब्रेझिंग करण्यापूर्वी पृष्ठभागीय सुधारणा (व्हॅक्यूम कोटिंग, आयन स्पटरिंग, प्लाझ्मा स्प्रेइंग आणि इतर पद्धती) करून ग्रॅफाइट आणि डायमंड पॉलिक्रिस्टलाइन पदार्थांच्या पृष्ठभागावर 2.5 ~ 12.5um जाडीचा W, Mo आणि इतर घटकांचा थर जमा केला जाऊ शकतो आणि त्यांच्यासोबत संबंधित कार्बाइड तयार केले जाऊ शकतात, किंवा उच्च क्रियाशीलतेचे ब्रेझिंग फिलर धातू वापरले जाऊ शकतात.

ग्रॅफाइट आणि हिऱ्याचे अनेक ग्रेड आहेत, जे कणांचा आकार, घनता, शुद्धता आणि इतर बाबींमध्ये भिन्न असतात आणि त्यांची ब्रेझिंगची वैशिष्ट्येही वेगवेगळी असतात. याव्यतिरिक्त, जर पॉलिक्रिस्टलाइन हिऱ्याच्या पदार्थांचे तापमान १००० ℃ पेक्षा जास्त झाले, तर पॉलिक्रिस्टलाइन झीज गुणोत्तर कमी होऊ लागते आणि जेव्हा तापमान १२०० ℃ पेक्षा जास्त होते, तेव्हा झीज गुणोत्तर ५०% पेक्षा जास्त कमी होते. म्हणून, हिऱ्याचे व्हॅक्यूम ब्रेझिंग करताना, ब्रेझिंग तापमान १२०० ℃ च्या खाली नियंत्रित करणे आवश्यक आहे आणि व्हॅक्यूमची पातळी ५ × १०⁻² Pa पेक्षा कमी नसावी.

(२) ब्रेझिंग फिलर मेटलची निवड प्रामुख्याने त्याचा वापर आणि पृष्ठभागावरील प्रक्रियेवर आधारित असते. जेव्हा उष्णता-प्रतिरोधक सामग्री म्हणून वापरले जाते, तेव्हा उच्च ब्रेझिंग तापमान आणि चांगली उष्णता प्रतिरोधकता असलेले ब्रेझिंग फिलर मेटल निवडले पाहिजे; रासायनिक गंज-प्रतिरोधक सामग्रीसाठी, कमी ब्रेझिंग तापमान आणि चांगली गंज प्रतिरोधकता असलेले ब्रेझिंग फिलर मेटल निवडले जातात. पृष्ठभागावर धातूकरण प्रक्रिया (मेटलायझेशन ट्रीटमेंट) केलेल्या ग्रॅफाइटसाठी, उच्च लवचिकता आणि चांगली गंज प्रतिरोधकता असलेले शुद्ध तांब्याचे सोल्डर वापरले जाऊ शकते. चांदी-आधारित आणि तांबे-आधारित ॲक्टिव्ह सोल्डरमध्ये ग्रॅफाइट आणि डायमंडसाठी चांगली ओलेपणाची क्षमता (वेटेबिलिटी) आणि प्रवाहीपणा असतो, परंतु ब्रेझ केलेल्या सांध्याचे सेवा तापमान ४०० ℃ पेक्षा जास्त असणे कठीण असते. ४०० ℃ ते ८०० ℃ दरम्यान वापरल्या जाणाऱ्या ग्रॅफाइट घटकांसाठी आणि डायमंड टूल्ससाठी, सामान्यतः सोने-आधारित, पॅलेडियम-आधारित, मॅंगनीज-आधारित किंवा टायटॅनियम-आधारित फिलर मेटल वापरले जातात. ८०० ℃ ते १००० ℃ दरम्यान वापरल्या जाणाऱ्या सांध्यांसाठी, निकेल-आधारित किंवा ड्रिल-आधारित फिलर मेटल वापरले पाहिजेत. जेव्हा 1000 ℃ पेक्षा जास्त तापमानात ग्रॅफाइट घटक वापरले जातात, तेव्हा शुद्ध धातूंचे फिलर धातू (Ni, PD, Ti) किंवा मॉलिब्डेनम, Mo, Ta आणि कार्बनसोबत कार्बाइड तयार करू शकणारे इतर घटक असलेले मिश्रधातू फिलर धातू वापरले जाऊ शकतात.

पृष्ठभागावर प्रक्रिया न केलेल्या ग्रॅफाइट किंवा डायमंडसाठी, थेट ब्रेझिंगकरिता तक्ता १६ मधील सक्रिय फिलर धातू वापरले जाऊ शकतात. यापैकी बहुतेक फिलर धातू टायटॅनियम-आधारित बायनरी किंवा टर्नरी मिश्रधातू आहेत. शुद्ध टायटॅनियम ग्रॅफाइटसोबत तीव्र अभिक्रिया करते, ज्यामुळे कार्बाइडचा एक खूप जाड थर तयार होऊ शकतो, आणि त्याचा रेषीय प्रसरण गुणांक ग्रॅफाइटपेक्षा खूप वेगळा असतो, ज्यामुळे तडे जाण्याची शक्यता असते, म्हणून त्याचा सोल्डर म्हणून वापर केला जाऊ शकत नाही. Ti मध्ये Cr आणि Ni मिसळल्याने त्याचा वितळणांक कमी होतो आणि सिरॅमिक्ससोबतची त्याची ओलेपणाची क्षमता सुधारते. Ti हा एक टर्नरी मिश्रधातू आहे, जो प्रामुख्याने Ti Zr पासून बनलेला असतो, ज्यात TA, Nb आणि इतर मूलद्रव्ये मिसळलेली असतात. त्याचा रेषीय प्रसरण गुणांक कमी असतो, ज्यामुळे ब्रेझिंगचा ताण कमी होऊ शकतो. प्रामुख्याने Ti Cu पासून बनलेला टर्नरी मिश्रधातू ग्रॅफाइट आणि स्टीलच्या ब्रेझिंगसाठी योग्य आहे, आणि तयार झालेल्या जोडाला उच्च क्षरण-प्रतिरोधकता असते.

तक्ता १६ ग्रॅफाइट आणि डायमंडच्या थेट ब्रेझिंगसाठी लागणारे ब्रेझिंग फिलर धातू

(3) ब्रेझिंग प्रक्रिया: ग्रॅफाइटच्या ब्रेझिंग पद्धतींचे दोन प्रकारांमध्ये वर्गीकरण करता येते, एक म्हणजे पृष्ठभागावर धातूचा थर दिल्यानंतरचे ब्रेझिंग आणि दुसरे म्हणजे पृष्ठभागावर प्रक्रिया न करता केलेले ब्रेझिंग. कोणतीही पद्धत वापरली तरी, जोडणी करण्यापूर्वी वेल्डमेंटवर पूर्व-प्रक्रिया करणे आवश्यक आहे आणि ग्रॅफाइट सामग्रीच्या पृष्ठभागावरील अशुद्ध घटक अल्कोहोल किंवा ॲसिटोनने स्वच्छ पुसले पाहिजेत. पृष्ठभागावर धातूचा थर देऊन केलेल्या ब्रेझिंगच्या बाबतीत, प्लाझ्मा स्प्रेइंगद्वारे ग्रॅफाइटच्या पृष्ठभागावर Ni, Cu किंवा Ti, Zr किंवा मॉलिब्डेनम डायसिलिसाइडचा थर चढवला पाहिजे आणि नंतर ब्रेझिंगसाठी तांब्यावर आधारित फिलर मेटल किंवा चांदीवर आधारित फिलर मेटल वापरले पाहिजे. सध्या सक्रिय सोल्डर वापरून थेट ब्रेझिंग ही सर्वात जास्त वापरली जाणारी पद्धत आहे. ब्रेझिंगचे तापमान तक्ता १६ मध्ये दिलेल्या सोल्डरनुसार निवडले जाऊ शकते. सोल्डर ब्रेझ केलेल्या जोडाच्या मध्यभागी किंवा एका टोकाजवळ घट्ट बसवला जाऊ शकतो. जास्त औष्णिक प्रसरण गुणांक असलेल्या धातूने ब्रेझिंग करताना, मध्यवर्ती बफर थर म्हणून विशिष्ट जाडीचा Mo किंवा Ti वापरला जाऊ शकतो. संक्रमण थर ब्रेझिंग तापनादरम्यान प्लॅस्टिक विरूपण निर्माण करू शकतो, औष्णिक ताण शोषून घेऊ शकतो आणि ग्रॅफाइटला तडे जाणे टाळू शकतो. उदाहरणार्थ, ग्रॅफाइट आणि हॅस्टेलॉयन घटकांच्या व्हॅक्यूम ब्रेझिंगसाठी संक्रमण जोड म्हणून Mo चा वापर केला जातो. वितळलेल्या क्षारांच्या क्षरणाला आणि किरणोत्सर्गाला चांगला प्रतिकार करणारा B-pd60ni35cr5 सोल्डर वापरला जातो. ब्रेझिंगचे तापमान १२६० ℃ असते आणि हे तापमान १० मिनिटांसाठी टिकवून ठेवले जाते.

नैसर्गिक हिऱ्याचे थेट ब्रेझिंग b-ag68.8cu16.7ti4.5, b-ag66cu26ti8 आणि इतर सक्रिय सोल्डर्ससोबत केले जाऊ शकते. ब्रेझिंग व्हॅक्यूम (निर्वात) किंवा कमी आर्गॉन संरक्षणाखाली केले पाहिजे. ब्रेझिंगचे तापमान ८५० ℃ पेक्षा जास्त नसावे आणि तापवण्याचा वेग जास्त असावा. इंटरफेसवर (जोडणीच्या भागावर) एक सलग टिक थर तयार होणे टाळण्यासाठी, ब्रेझिंगच्या तापमानावर धरून ठेवण्याचा वेळ खूप जास्त नसावा (साधारणपणे १० सेकंद). हिरा आणि मिश्र पोलादाचे ब्रेझिंग करताना, जास्त उष्णतेच्या ताणामुळे हिऱ्याच्या कणांचे होणारे नुकसान टाळण्यासाठी संक्रमणाकरिता प्लास्टिक इंटरलेअर किंवा कमी प्रसरणशील मिश्र धातूचा थर जोडला पाहिजे. अति-अचूक मशीनिंगसाठी लागणारे टर्निंग टूल किंवा बोरिंग टूल ब्रेझिंग प्रक्रियेद्वारे तयार केले जाते, ज्यामध्ये पोलादी भागावर २० ते १०० मिलीग्रॅम वजनाचे लहान हिऱ्याचे कण ब्रेझ केले जातात आणि ब्रेझिंग जोडाची ताकद २०० ते २५० मेगापास्कलपर्यंत पोहोचते.

पॉलीक्रिस्टलाइन डायमंडचे ब्रेझिंग ज्योत, उच्च वारंवारता किंवा व्हॅक्यूमद्वारे केले जाऊ शकते. धातू किंवा दगड कापणाऱ्या डायमंड सर्क्युलर सॉ ब्लेडसाठी उच्च वारंवारता ब्रेझिंग किंवा ज्योत ब्रेझिंगचा अवलंब केला पाहिजे. कमी वितळणबिंदू असलेला Ag Cu Ti सक्रिय ब्रेझिंग फिलर मेटल निवडला पाहिजे. ब्रेझिंग तापमान ८५० ℃ च्या खाली नियंत्रित केले पाहिजे, तापवण्याचा वेळ खूप जास्त नसावा आणि हळू थंड होण्याचा दर अवलंबला पाहिजे. पेट्रोलियम आणि भूवैज्ञानिक ड्रिलिंगमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या पॉलीक्रिस्टलाइन डायमंड बिट्सची कार्य परिस्थिती प्रतिकूल असते आणि त्यांना प्रचंड आघात भार सहन करावा लागतो. निकेल-आधारित ब्रेझिंग फिलर मेटल निवडला जाऊ शकतो आणि व्हॅक्यूम ब्रेझिंगसाठी इंटरलेअर म्हणून शुद्ध तांब्याच्या फॉइलचा वापर केला जाऊ शकतो. उदाहरणार्थ, 35CrMo किंवा 40CrNiMo स्टीलच्या छिद्रांमध्ये 350 ~ 400 कॅप्सूल Ф 4.5 ~ 4.5mm स्तंभाकार पॉलीक्रिस्टलाइन डायमंड ब्रेझ करून कापण्याचे दात तयार केले जातात. व्हॅक्यूम ब्रेझिंगचा अवलंब केला जातो, आणि व्हॅक्यूमची पातळी 5 × 10-2 Pa पेक्षा कमी नसते, ब्रेझिंग तापमान 1020 ± 5 ℃ असते, होल्डिंग वेळ 20 ± 2 मिनिटे असते, आणि ब्रेझिंग जॉइंटची शियर स्ट्रेंथ 200 mpa पेक्षा जास्त असते.

ब्रेझिंग करताना, धातूचा भाग वरच्या भागातील ग्रॅफाइट किंवा पॉलिक्रिस्टलाइन पदार्थावर दाब देईल यासाठी, वेल्डमेंटच्या स्व-वजनाचा वापर शक्यतोवर जुळवणी आणि स्थिती निश्चितीसाठी केला पाहिजे. स्थिती निश्चितीसाठी फिक्स्चर वापरताना, फिक्स्चरचा पदार्थ असा असावा ज्याचा औष्णिक प्रसरण गुणांक वेल्डमेंटच्या औष्णिक प्रसरण गुणांकासारखाच असेल.