स्टेनलेस स्टीलचे ब्रेझिंग

स्टेनलेस स्टीलचे ब्रेझिंग

१. ब्रेझबिलिटी

स्टेनलेस स्टील ब्रेझिंगमधील प्राथमिक समस्या म्हणजे पृष्ठभागावरील ऑक्साईड फिल्म सोल्डरच्या ओल्या होण्यावर आणि पसरण्यावर गंभीर परिणाम करते. विविध स्टेनलेस स्टील्समध्ये मोठ्या प्रमाणात Cr असते आणि काहींमध्ये Ni, Ti, Mn, Mo, Nb आणि इतर घटक देखील असतात, जे पृष्ठभागावर विविध प्रकारचे ऑक्साईड किंवा अगदी संमिश्र ऑक्साईड देखील बनवू शकतात. त्यापैकी, Cr आणि Ti चे Cr2O3 आणि TiO2 ऑक्साईड बरेच स्थिर असतात आणि काढणे कठीण असते. हवेत ब्रेझिंग करताना, त्यांना काढून टाकण्यासाठी सक्रिय फ्लक्स वापरणे आवश्यक आहे; संरक्षक वातावरणात ब्रेझिंग करताना, ऑक्साईड फिल्म कमी दवबिंदू आणि पुरेसे उच्च तापमान असलेल्या उच्च शुद्धतेच्या वातावरणातच कमी केली जाऊ शकते; व्हॅक्यूम ब्रेझिंगमध्ये, चांगला ब्रेझिंग प्रभाव साध्य करण्यासाठी पुरेसे व्हॅक्यूम आणि पुरेसे तापमान असणे आवश्यक आहे.

स्टेनलेस स्टील ब्रेझिंगची आणखी एक समस्या म्हणजे हीटिंग तापमानाचा बेस मेटलच्या रचनेवर गंभीर परिणाम होतो. ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टीलचे ब्रेझिंग हीटिंग तापमान ११५० ℃ पेक्षा जास्त नसावे, अन्यथा धान्य गंभीरपणे वाढेल; जर ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टीलमध्ये स्थिर घटक Ti किंवा Nb नसेल आणि त्यात कार्बनचे प्रमाण जास्त असेल, तर सेन्सिटायझेशन तापमानात (५०० ~ ८५० ℃) ब्रेझिंग देखील टाळावे. क्रोमियम कार्बाइडच्या वर्षावामुळे गंज प्रतिकार कमी होण्यापासून रोखण्यासाठी. मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टीलसाठी ब्रेझिंग तापमानाची निवड अधिक कठोर आहे. एक म्हणजे ब्रेझिंग तापमानाला क्वेंचिंग तापमानाशी जुळवणे, जेणेकरून ब्रेझिंग प्रक्रिया उष्णता उपचार प्रक्रियेशी एकत्र करता येईल; दुसरे म्हणजे ब्रेझिंग दरम्यान बेस मेटल मऊ होण्यापासून रोखण्यासाठी ब्रेझिंग तापमान टेम्परिंग तापमानापेक्षा कमी असावे. स्टेनलेस स्टीलच्या वर्षाव कडक होण्याचे ब्रेझिंग तापमान निवड तत्व मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टीलसारखेच आहे, म्हणजेच, सर्वोत्तम यांत्रिक गुणधर्म मिळविण्यासाठी ब्रेझिंग तापमान उष्णता उपचार प्रणालीशी जुळले पाहिजे.

वरील दोन मुख्य समस्यांव्यतिरिक्त, ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील ब्रेझ करताना, विशेषतः तांबे जस्त फिलर धातूने ब्रेझ करताना, ताण क्रॅक होण्याची प्रवृत्ती असते. ताण क्रॅकिंग टाळण्यासाठी, ब्रेझिंग करण्यापूर्वी वर्कपीसला ताणमुक्त एनील केले पाहिजे आणि ब्रेझिंग दरम्यान वर्कपीस समान रीतीने गरम केले पाहिजे.

२. ब्रेझिंग मटेरियल

(१) स्टेनलेस स्टील वेल्डमेंटच्या वापराच्या आवश्यकतांनुसार, स्टेनलेस स्टील वेल्डमेंटसाठी सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या ब्रेझिंग फिलर धातूंमध्ये टिन लीड ब्रेझिंग फिलर धातू, चांदीवर आधारित ब्रेझिंग फिलर धातू, तांबे आधारित ब्रेझिंग फिलर धातू, मॅंगनीजवर आधारित ब्रेझिंग फिलर धातू, निकेल आधारित ब्रेझिंग फिलर धातू आणि मौल्यवान धातू ब्रेझिंग फिलर धातू यांचा समावेश आहे.

टिन लीड सोल्डरचा वापर प्रामुख्याने स्टेनलेस स्टील सोल्डरिंगसाठी केला जातो आणि त्यात टिनचे प्रमाण जास्त असणे योग्य असते. सोल्डरमध्ये टिनचे प्रमाण जितके जास्त असेल तितके स्टेनलेस स्टीलवर त्याची ओलेपणा चांगली असते. अनेक सामान्य टिन लीड सोल्डरसह ब्रेझ केलेल्या 1Cr18Ni9Ti स्टेनलेस स्टीलच्या जोड्यांची कातरण्याची ताकद तक्ता 3 मध्ये सूचीबद्ध आहे. सांध्याच्या कमी ताकदीमुळे, ते फक्त लहान बेअरिंग क्षमता असलेल्या भागांच्या ब्रेझिंगसाठी वापरले जातात.

तक्ता ३ टिन लीड सोल्डरने ब्रेझ केलेल्या 1Cr18Ni9Ti स्टेनलेस स्टील जॉइंटची कातरण्याची ताकद

स्टेनलेस स्टीलच्या ब्रेझिंगसाठी सिल्व्हर बेस्ड फिलर मेटल हे सर्वात जास्त वापरले जाणारे फिलर मेटल आहेत. त्यापैकी, सिल्व्हर कॉपर झिंक आणि सिल्व्हर कॉपर झिंक कॅडमियम फिलर मेटल सर्वात जास्त वापरले जातात कारण ब्रेझिंग तापमानाचा बेस मेटलच्या गुणधर्मांवर फारसा परिणाम होत नाही. अनेक सामान्य सिल्व्हर बेस्ड सोल्डरसह ब्रेझ केलेल्या ICr18Ni9Ti स्टेनलेस स्टीलच्या जोड्यांची ताकद तक्ता 4 मध्ये सूचीबद्ध आहे. सिल्व्हर बेस्ड सोल्डरसह ब्रेझ केलेले स्टेनलेस स्टीलचे सांधे अत्यंत संक्षारक माध्यमांमध्ये क्वचितच वापरले जातात आणि सांध्यांचे कार्यरत तापमान सामान्यतः 300 ℃ पेक्षा जास्त नसते. निकेलशिवाय स्टेनलेस स्टीलचे ब्रेझिंग करताना, आर्द्र वातावरणात ब्रेझ केलेल्या सांध्याचे गंज रोखण्यासाठी, अधिक निकेल असलेले ब्रेझिंग फिलर मेटल वापरले पाहिजे, जसे की b-ag50cuzncdni. मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टीलचे ब्रेझिंग करताना, बेस मेटल मऊ होण्यापासून रोखण्यासाठी, 650 ℃ पेक्षा जास्त नसलेले ब्रेझिंग फिलर मेटल वापरले पाहिजे, जसे की b-ag40cuzncd. संरक्षक वातावरणात स्टेनलेस स्टीलचे ब्रेझिंग करताना, पृष्ठभागावरील ऑक्साईड फिल्म काढून टाकण्यासाठी, लिथियम असलेले सेल्फ ब्रेझिंग फ्लक्स वापरले जाऊ शकतात, जसे की b-ag92culi आणि b-ag72culi. व्हॅक्यूममध्ये स्टेनलेस स्टीलचे ब्रेझिंग करताना, फिलर मेटलमध्ये Zn आणि CD सारखे घटक नसतानाही चांगली ओलेपणा राहावा यासाठी जे बाष्पीभवन करण्यास सोपे असतात, Mn, Ni आणि RD सारखे घटक असलेले सिल्व्हर फिलर मेटल निवडले जाऊ शकते.

टेबल ४ मध्ये चांदीवर आधारित फिलर धातूने ब्रेझ केलेल्या ICr18Ni9Ti स्टेनलेस स्टील जॉइंटची ताकद

वेगवेगळ्या स्टील्समध्ये ब्रेझिंगसाठी वापरल्या जाणाऱ्या तांब्यावर आधारित ब्रेझिंग फिलर धातू प्रामुख्याने शुद्ध तांबे, तांबे निकेल आणि तांबे मॅंगनीज कोबाल्ट ब्रेझिंग फिलर धातू असतात. शुद्ध तांबे ब्रेझिंग फिलर धातू प्रामुख्याने गॅस संरक्षणाखाली किंवा व्हॅक्यूम अंतर्गत ब्रेझिंगसाठी वापरला जातो. स्टेनलेस स्टील जॉइंटचे कार्यरत तापमान 400 ℃ पेक्षा जास्त नसते, परंतु जॉइंटमध्ये ऑक्सिडेशन प्रतिरोध कमी असतो. कॉपर निकेल ब्रेझिंग फिलर धातू मुख्यतः फ्लेम ब्रेझिंग आणि इंडक्शन ब्रेझिंगसाठी वापरला जातो. ब्रेझ केलेल्या 1Cr18Ni9Ti स्टेनलेस स्टील जॉइंटची ताकद तक्ता 5 मध्ये दर्शविली आहे. हे पाहिले जाऊ शकते की जॉइंटमध्ये बेस मेटलइतकीच ताकद असते आणि कार्यरत तापमान जास्त असते. Cu Mn co ब्रेझिंग फिलर धातू प्रामुख्याने संरक्षक वातावरणात मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टील ब्रेझिंगसाठी वापरला जातो. जॉइंटची ताकद आणि कार्यरत तापमान सोन्यावर आधारित फिलर मेटलने ब्रेझ केलेल्या ब्रेझिंगशी तुलना करता येते. उदाहरणार्थ, b-cu58mnco सोल्डरसह ब्रेझ केलेल्या 1Cr13 स्टेनलेस स्टील जॉइंटची कार्यक्षमता b-au82ni सोल्डरसह ब्रेझ केलेल्या त्याच स्टेनलेस स्टील जॉइंटसारखीच आहे (तक्ता 6 पहा), परंतु उत्पादन खर्च मोठ्या प्रमाणात कमी होतो.

तक्ता ५ उच्च तापमानाच्या तांब्याच्या बेस फिलर धातूने ब्रेझ केलेल्या 1Cr18Ni9Ti स्टेनलेस स्टील जॉइंटची कातरण्याची ताकद

तक्ता 6 1Cr13 स्टेनलेस स्टील ब्रेझ्ड जॉइंटची कातरण्याची ताकद

मॅंगनीज आधारित ब्रेझिंग फिलर धातू प्रामुख्याने गॅस शील्डेड ब्रेझिंगसाठी वापरल्या जातात आणि गॅसची शुद्धता जास्त असणे आवश्यक आहे. बेस मेटलच्या धान्याची वाढ टाळण्यासाठी, ११५० ℃ पेक्षा कमी ब्रेझिंग तापमानासह संबंधित ब्रेझिंग फिलर धातू निवडला पाहिजे. टेबल ७ मध्ये दाखवल्याप्रमाणे, मॅंगनीज आधारित सोल्डरने ब्रेझ केलेल्या स्टेनलेस स्टीलच्या सांध्यासाठी समाधानकारक ब्रेझिंग प्रभाव मिळू शकतो. सांध्याचे कार्यरत तापमान ६०० ℃ पर्यंत पोहोचू शकते.

टेबल ७ मध्ये मॅंगनीज आधारित फिलर मेटलने ब्रेझ केलेल्या lcr18ni9fi स्टेनलेस स्टील जॉइंटची कातरण्याची ताकद

जेव्हा स्टेनलेस स्टीलला निकेल बेस फिलर मेटलने ब्रेझ केले जाते तेव्हा जॉइंटची उच्च तापमान कार्यक्षमता चांगली असते. हे फिलर मेटल सामान्यतः गॅस शील्डेड ब्रेझिंग किंवा व्हॅक्यूम ब्रेझिंगसाठी वापरले जाते. जॉइंट तयार करताना ब्रेझ्ड जॉइंटमध्ये अधिक ठिसूळ संयुगे तयार होतात, ज्यामुळे जॉइंटची ताकद आणि प्लास्टिसिटी गंभीरपणे कमी होते, या समस्येवर मात करण्यासाठी, जॉइंटमधील अंतर कमी केले पाहिजे जेणेकरून सोल्डरमध्ये सहजपणे तयार होणारे ठिसूळ टप्पा असलेले घटक बेस मेटलमध्ये पूर्णपणे विखुरले जातील. ब्रेझिंग तापमानात जास्त काळ होल्डिंग वेळेमुळे बेस मेटलच्या धान्याची वाढ रोखण्यासाठी, वेल्डिंगनंतर कमी तापमानात (ब्रेझिंग तापमानाच्या तुलनेत) कमी वेळेत होल्डिंग आणि डिफ्यूजन ट्रीटमेंटचे प्रक्रिया उपाय घेतले जाऊ शकतात.

स्टेनलेस स्टीलच्या ब्रेझिंगसाठी वापरल्या जाणाऱ्या नोबल मेटल ब्रेझिंग फिलर धातूंमध्ये प्रामुख्याने सोन्यावर आधारित फिलर धातू आणि पॅलेडियम असलेले फिलर धातू समाविष्ट आहेत, ज्यापैकी सर्वात सामान्य म्हणजे b-au82ni, b-ag54cupd आणि b-au82ni, ज्यांची ओलेपणा चांगली आहे. ब्रेझ्ड स्टेनलेस स्टील जॉइंटमध्ये उच्च उच्च तापमान शक्ती आणि ऑक्सिडेशन प्रतिरोधकता असते आणि कमाल कार्यरत तापमान 800 ℃ पर्यंत पोहोचू शकते. B-ag54cupd मध्ये b-au82ni सारखीच वैशिष्ट्ये आहेत आणि त्याची किंमत कमी आहे, म्हणून ते b-au82ni ची जागा घेण्यास प्रवृत्त होते.

(२) फ्लक्स आणि फर्नेस वातावरणातील स्टेनलेस स्टीलच्या पृष्ठभागावर Cr2O3 आणि TiO2 सारखे ऑक्साईड असतात, जे फक्त मजबूत क्रियाकलाप असलेल्या फ्लक्स वापरून काढले जाऊ शकतात. जेव्हा स्टेनलेस स्टीलला टिन लीड सोल्डरने ब्रेझ केले जाते, तेव्हा योग्य फ्लक्स फॉस्फोरिक अॅसिड जलीय द्रावण किंवा झिंक ऑक्साईड हायड्रोक्लोरिक अॅसिड द्रावण असतो. फॉस्फोरिक अॅसिड जलीय द्रावणाचा क्रियाकलाप वेळ कमी असतो, म्हणून जलद गरम करण्याची ब्रेझिंग पद्धत स्वीकारली पाहिजे. चांदीवर आधारित फिलर धातूंसह स्टेनलेस स्टील ब्रेझिंगसाठी Fb102, fb103 किंवा fb104 फ्लक्स वापरले जाऊ शकतात. तांबेवर आधारित फिलर धातूसह स्टेनलेस स्टील ब्रेझिंग करताना, उच्च ब्रेझिंग तापमानामुळे fb105 फ्लक्स वापरला जातो.

भट्टीमध्ये स्टेनलेस स्टील ब्रेझिंग करताना, व्हॅक्यूम वातावरण किंवा हायड्रोजन, आर्गॉन आणि विघटन अमोनिया सारखे संरक्षक वातावरण बहुतेकदा वापरले जाते. व्हॅक्यूम ब्रेझिंग दरम्यान, व्हॅक्यूम दाब 10-2Pa पेक्षा कमी असावा. संरक्षक वातावरणात ब्रेझिंग करताना, वायूचा दवबिंदू -40 ℃ पेक्षा जास्त नसावा जर वायूची शुद्धता पुरेशी नसेल किंवा ब्रेझिंग तापमान जास्त नसेल, तर बोरॉन ट्रायफ्लोराइड सारखा गॅस ब्रेझिंग फ्लक्स थोड्या प्रमाणात वातावरणात जोडता येतो.

२. ब्रेझिंग तंत्रज्ञान

ब्रेझिंग करण्यापूर्वी स्टेनलेस स्टील अधिक काटेकोरपणे स्वच्छ करणे आवश्यक आहे जेणेकरून कोणताही ग्रीस आणि तेलाचा थर निघून जाईल. साफसफाईनंतर लगेच ब्रेझिंग करणे चांगले.

स्टेनलेस स्टील ब्रेझिंगमध्ये ज्वाला, प्रेरण आणि भट्टी मध्यम तापवण्याच्या पद्धतींचा अवलंब केला जाऊ शकतो. भट्टीमध्ये ब्रेझिंगसाठी भट्टीमध्ये चांगली तापमान नियंत्रण प्रणाली असणे आवश्यक आहे (ब्रेझिंग तापमानाचे विचलन ± 6 ℃ असणे आवश्यक आहे) आणि ते लवकर थंड करता येते. जेव्हा हायड्रोजन ब्रेझिंगसाठी शिल्डिंग गॅस म्हणून वापरले जाते तेव्हा हायड्रोजनची आवश्यकता ब्रेझिंग तापमान आणि बेस मेटलच्या रचनेवर अवलंबून असते, म्हणजेच ब्रेझिंग तापमान जितके कमी असेल तितके बेस मेटलमध्ये स्टॅबिलायझर जास्त असते आणि हायड्रोजनचा दवबिंदू कमी आवश्यक असतो. उदाहरणार्थ, 1Cr13 आणि cr17ni2t सारख्या मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टीलसाठी, 1000 ℃ वर ब्रेझिंग करताना, हायड्रोजनचा दवबिंदू -40 ℃ पेक्षा कमी असणे आवश्यक आहे; स्टेबिलायझरशिवाय 18-8 क्रोमियम निकेल स्टेनलेस स्टीलसाठी, 1150 ℃ वर ब्रेझिंग करताना हायड्रोजनचा दवबिंदू 25 ℃ पेक्षा कमी असणे आवश्यक आहे; तथापि, टायटॅनियम स्टॅबिलायझर असलेल्या 1Cr18Ni9Ti स्टेनलेस स्टीलसाठी, 1150 ℃ वर ब्रेझिंग करताना हायड्रोजन दवबिंदू -40 ℃ पेक्षा कमी असणे आवश्यक आहे. आर्गॉन संरक्षणासह ब्रेझिंग करताना, आर्गॉनची शुद्धता जास्त असणे आवश्यक आहे. जर स्टेनलेस स्टीलच्या पृष्ठभागावर तांबे किंवा निकेल प्लेट केले असेल तर, शिल्डिंग गॅसच्या शुद्धतेची आवश्यकता कमी केली जाऊ शकते. स्टेनलेस स्टीलच्या पृष्ठभागावर ऑक्साईड फिल्म काढून टाकण्याची खात्री करण्यासाठी, BF3 गॅस फ्लक्स देखील जोडला जाऊ शकतो आणि लिथियम किंवा बोरॉन असलेले सेल्फ फ्लक्स सोल्डर देखील वापरले जाऊ शकते. स्टेनलेस स्टीलचे व्हॅक्यूम ब्रेझिंग करताना, व्हॅक्यूम डिग्रीची आवश्यकता ब्रेझिंग तापमानावर अवलंबून असते. ब्रेझिंग तापमान वाढल्याने, आवश्यक व्हॅक्यूम कमी केला जाऊ शकतो.

ब्रेझिंगनंतर स्टेनलेस स्टीलची मुख्य प्रक्रिया म्हणजे अवशिष्ट प्रवाह आणि अवशिष्ट प्रवाह अवरोधक स्वच्छ करणे आणि आवश्यक असल्यास पोस्ट-ब्रेझिंग उष्णता उपचार करणे. वापरलेल्या फ्लक्स आणि ब्रेझिंग पद्धतीनुसार, अवशिष्ट प्रवाह पाण्याने धुतले जाऊ शकतात, यांत्रिकरित्या स्वच्छ केले जाऊ शकतात किंवा रासायनिकरित्या स्वच्छ केले जाऊ शकतात. जर सांध्याजवळील गरम झालेल्या भागात अवशिष्ट प्रवाह किंवा ऑक्साईड फिल्म स्वच्छ करण्यासाठी अॅब्रेसिव्हचा वापर केला जात असेल, तर वाळू किंवा इतर नॉन-मेटलिक बारीक कण वापरले पाहिजेत. मार्टेन्सिटिक स्टेनलेस स्टील आणि पर्जन्यमान कडक करणारे स्टेनलेस स्टीलपासून बनवलेल्या भागांना ब्रेझिंगनंतर सामग्रीच्या विशेष आवश्यकतांनुसार उष्णता उपचारांची आवश्यकता असते. Ni Cr B आणि Ni Cr Si फिलर धातूंनी ब्रेझ केलेले स्टेनलेस स्टीलचे सांधे ब्रेझिंग अंतराची आवश्यकता कमी करण्यासाठी आणि सांध्याची सूक्ष्म रचना आणि गुणधर्म सुधारण्यासाठी ब्रेझिंगनंतर प्रसार उष्णता उपचाराने उपचार केले जातात.