टूल स्टील आणि सिमेंटेड कार्बाइडचे ब्रेझिंग

१. ब्राझिंग साहित्य

(1) टूल स्टील आणि सिमेंटेड कार्बाइडच्या ब्रेझिंगसाठी सामान्यतः शुद्ध तांबे, कॉपर झिंक आणि सिल्व्हर कॉपर हे ब्रेझिंग फिलर धातू वापरले जातात. शुद्ध तांब्यामध्ये सर्व प्रकारच्या सिमेंटेड कार्बाइडसोबत चांगली ओलावा शोषण्याची क्षमता असते, परंतु हायड्रोजनच्या रिड्यूसिंग वातावरणात ब्रेझिंग केल्यास सर्वोत्तम परिणाम मिळू शकतो. त्याच वेळी, उच्च ब्रेझिंग तापमानामुळे, जोडावरील ताण मोठा असतो, ज्यामुळे तडे जाण्याची प्रवृत्ती वाढते. शुद्ध तांब्याने ब्रेझिंग केलेल्या जोडाची शियर स्ट्रेंथ सुमारे १५० MPa असते आणि जोडाची प्लॅस्टिसिटी देखील जास्त असते, परंतु ते उच्च-तापमानाच्या कामासाठी योग्य नाही.

टूल स्टील आणि सिमेंटेड कार्बाइडच्या ब्रेझिंगसाठी कॉपर झिंक फिलर मेटल हा सर्वात सामान्यपणे वापरला जाणारा फिलर मेटल आहे. सोल्डरची वेटेबिलिटी (ओलावा) आणि जोडाची ताकद सुधारण्यासाठी, सोल्डरमध्ये अनेकदा Mn, Ni, Fe आणि इतर मिश्रधातू घटक मिसळले जातात. उदाहरणार्थ, सिमेंटेड कार्बाइड ब्रेझ केलेल्या जोडांची शियर स्ट्रेंथ (कर्तन शक्ती) सामान्य तापमानात ३०० ~ ३२० MPa पर्यंत पोहोचवण्यासाठी b-cu58znmn मध्ये ४% w (MN) मिसळले जाते; ३२० ℃ तापमानातही ती २२० ~ २४० MPa टिकवून ठेवू शकते. b-cu58znmn च्या आधारावर थोड्या प्रमाणात CO मिसळल्यास ब्रेझ केलेल्या जोडाची शियर स्ट्रेंथ ३५० MPa पर्यंत पोहोचू शकते, तसेच त्यात उच्च इम्पॅक्ट टफनेस (आघात सहनशीलता) आणि फटीग स्ट्रेंथ (थकवा शक्ती) असते, ज्यामुळे कटिंग टूल्स आणि रॉक ड्रिलिंग टूल्सचे सेवा आयुष्य लक्षणीयरीत्या सुधारते.

सिल्व्हर कॉपर ब्रेझिंग फिलर मेटलचा कमी वितळणांक आणि ब्रेझ केलेल्या जोडावरील कमी औष्णिक ताण, हे ब्रेझिंग दरम्यान सिमेंटेड कार्बाइडची तडे जाण्याची प्रवृत्ती कमी करण्यासाठी फायदेशीर ठरतात. सोल्डरची ओलावा शोषण्याची क्षमता सुधारण्यासाठी आणि जोडाची मजबुती व कार्यरत तापमान वाढवण्यासाठी, सोल्डरमध्ये अनेकदा Mn, Ni आणि इतर मिश्रधातू घटक मिसळले जातात. उदाहरणार्थ, b-ag50cuzncdni सोल्डरमध्ये सिमेंटेड कार्बाइडसाठी उत्कृष्ट ओलावा शोषण्याची क्षमता असते आणि ब्रेझ केलेल्या जोडाचे सर्वसमावेशक गुणधर्म चांगले असतात.

वरील तीन प्रकारच्या ब्रेझिंग फिलर मेटल्स व्यतिरिक्त, ५०० ℃ पेक्षा जास्त तापमानात सिमेंटेड कार्बाइडवर काम करण्यासाठी आणि उच्च जोड शक्तीची आवश्यकता असल्यास, बी-एमएन५०एनआयसीयूसीआरको (b-mn50nicucrco) आणि बी-एनआय७५सीआरएसआयबी (b-ni75crsib) सारखे एमएन (Mn) आधारित आणि एनआय (Ni) आधारित ब्रेझिंग फिलर मेटल्स निवडले जाऊ शकतात. हाय-स्पीड स्टीलच्या ब्रेझिंगसाठी, ब्रेझिंग तापमान क्वेंचिंग तापमानाशी जुळणारे विशेष ब्रेझिंग फिलर मेटल निवडले पाहिजे. हे फिलर मेटल दोन प्रकारात विभागले आहे: एक म्हणजे फेरोमँगनीज प्रकारचे फिलर मेटल, जे प्रामुख्याने फेरोमँगनीज आणि बोरॅक्सपासून बनलेले असते. ब्रेझ केलेल्या जोडाची शियर स्ट्रेंथ साधारणपणे १०० एमपीए (MPa) असते, परंतु जोडाला तडे जाण्याची शक्यता असते; दुसरा प्रकार म्हणजे एनआय (Ni), एफई (Fe), एमएन (Mn) आणि एसआय (Si) असलेले विशेष तांबे मिश्रधातू, ज्याच्या ब्रेझ केलेल्या जोडाला तडे जाणे सोपे नसते आणि त्याची शियर स्ट्रेंथ ३०० एमपीए (MPa) पर्यंत वाढवता येते.

(2) ब्रेझिंग फ्लक्स आणि शिल्डिंग गॅस ब्रेझिंग फ्लक्सची निवड वेल्ड करायच्या बेस मेटल आणि फिलर मेटलशी जुळणारी असावी. टूल स्टील आणि सिमेंटेड कार्बाइडचे ब्रेझिंग करताना, प्रामुख्याने बोरॅक्स आणि बोरिक ऍसिड हे ब्रेझिंग फ्लक्स वापरले जातात आणि त्यात काही फ्लोराइड्स (KF, NaF, CaF2, इत्यादी) मिसळले जातात. कॉपर झिंक सोल्डरसाठी Fb301, fb302 आणि fb105 फ्लक्स वापरले जातात, आणि सिल्व्हर कॉपर सोल्डरसाठी fb101 ~ fb104 फ्लक्स वापरले जातात. हाय-स्पीड स्टीलचे ब्रेझिंग करण्यासाठी जेव्हा विशेष ब्रेझिंग फिलर मेटल वापरले जाते, तेव्हा प्रामुख्याने बोरॅक्स फ्लक्स वापरला जातो.

ब्रेझिंग तापनादरम्यान टूल स्टीलचे ऑक्सिडेशन टाळण्यासाठी आणि ब्रेझिंगनंतर साफसफाई टाळण्यासाठी, गॅस शील्डेड ब्रेझिंगचा वापर केला जाऊ शकतो. संरक्षक वायू एकतर इनर्ट गॅस किंवा रिड्यूसिंग गॅस असू शकतो आणि त्या वायूचा दवबिंदू -४० ℃ पेक्षा कमी असावा. सिमेंटेड कार्बाइडचे ब्रेझिंग हायड्रोजनच्या संरक्षणाखाली केले जाऊ शकते आणि त्यासाठी आवश्यक असलेला हायड्रोजनचा दवबिंदू -५९ ℃ पेक्षा कमी असावा.

२. ब्रेझिंग तंत्रज्ञान

ब्रेझिंग करण्यापूर्वी टूल स्टील स्वच्छ करणे आवश्यक आहे, आणि मटेरियल व ब्रेझिंग फ्लक्सचे ओले होणे आणि पसरणे सुलभ व्हावे यासाठी मशीन केलेला पृष्ठभाग खूप गुळगुळीत असण्याची गरज नाही. सिमेंटेड कार्बाइडचा पृष्ठभाग ब्रेझिंग करण्यापूर्वी सँड ब्लास्ट केला पाहिजे, किंवा पृष्ठभागावरील अतिरिक्त कार्बन काढून टाकण्यासाठी सिलिकॉन कार्बाइड किंवा डायमंड ग्राइंडिंग व्हीलने पॉलिश केला पाहिजे, जेणेकरून ब्रेझिंग दरम्यान ब्रेझिंग फिलर मेटलद्वारे तो ओला होईल. टायटॅनियम कार्बाइड असलेल्या सिमेंटेड कार्बाइडला ओले करणे कठीण असते. कॉपर ऑक्साईड किंवा निकेल ऑक्साईडची पेस्ट त्याच्या पृष्ठभागावर एका नवीन पद्धतीने लावली जाते आणि कॉपर किंवा निकेलचे पृष्ठभागावर संक्रमण होण्यासाठी रिड्यूसिंग वातावरणात बेक केली जाते, जेणेकरून स्ट्रॉंग सोल्डरची ओले होण्याची क्षमता वाढेल.

कार्बन टूल स्टीलचे ब्रेझिंग शक्यतो क्वेंचिंग प्रक्रियेपूर्वी किंवा त्याच वेळी केले पाहिजे. जर ब्रेझिंग क्वेंचिंग प्रक्रियेपूर्वी केले जात असेल, तर वापरलेल्या फिलर मेटलचे सॉलिडस तापमान क्वेंचिंग तापमान श्रेणीपेक्षा जास्त असले पाहिजे, जेणेकरून वेल्डमेंटला क्वेंचिंग तापमानापर्यंत पुन्हा गरम केल्यावरही त्यात कोणताही बिघाड न होता पुरेशी ताकद टिकून राहील. जेव्हा ब्रेझिंग आणि क्वेंचिंग एकत्र केले जातात, तेव्हा क्वेंचिंग तापमानाच्या जवळचे सॉलिडस तापमान असलेला फिलर मेटल निवडला पाहिजे.

अलॉय टूल स्टीलमध्ये घटकांची विस्तृत श्रेणी असते. चांगला जोड-कार्यप्रदर्शन मिळवण्यासाठी, विशिष्ट स्टीलच्या प्रकारानुसार योग्य ब्रेझिंग फिलर मेटल, उष्णता उपचार प्रक्रिया आणि ब्रेझिंग व उष्णता उपचार प्रक्रिया एकत्रित करण्याचे तंत्रज्ञान निश्चित केले पाहिजे.

हाय-स्पीड स्टीलचे शमन तापमान (quenching temperature) सामान्यतः सिल्व्हर कॉपर आणि कॉपर झिंक सोल्डरच्या वितळण तापमानापेक्षा जास्त असते, त्यामुळे ब्रेझिंग करण्यापूर्वी शमन करणे आणि दुय्यम टेम्परिंग दरम्यान किंवा नंतर ब्रेझिंग करणे आवश्यक असते. जर ब्रेझिंगनंतर शमन करणे आवश्यक असेल, तर ब्रेझिंगसाठी फक्त वर नमूद केलेला विशेष ब्रेझिंग फिलर मेटल वापरला जाऊ शकतो. हाय-स्पीड स्टील कटिंग टूल्सचे ब्रेझिंग करताना, कोक फर्नेस वापरणे योग्य ठरते. जेव्हा ब्रेझिंग फिलर मेटल वितळतो, तेव्हा कटिंग टूल बाहेर काढून त्यावर त्वरित दाब द्यावा, अतिरिक्त ब्रेझिंग फिलर मेटल बाहेर काढावा, त्यानंतर तेल शमन (oil quenching) करावे आणि मग ५५० ~ ५७० ℃ तापमानावर टेम्परिंग करावे.

स्टील टूल बारसोबत सिमेंटेड कार्बाइड ब्लेडचे ब्रेझिंग करताना, ब्रेझिंग गॅप वाढवण्याची आणि त्यामध्ये प्लॅस्टिक कॉम्पेन्सेशन गॅस्केट लावण्याची पद्धत अवलंबली पाहिजे, तसेच वेल्डिंगनंतर हळूहळू थंड करण्याची प्रक्रिया केली पाहिजे, जेणेकरून ब्रेझिंगचा ताण कमी होईल, तडे जाणे टाळता येईल आणि सिमेंटेड कार्बाइड टूल असेंब्लीचे सेवा आयुष्य वाढेल.

फायबर वेल्डिंगनंतर, वेल्डमेंटवरील फ्लक्सचा अवशेष गरम पाण्याने किंवा सामान्य स्लग काढण्याच्या मिश्रणाने धुवावा आणि नंतर बेस टूल रॉडवरील ऑक्साईड फिल्म काढून टाकण्यासाठी योग्य पिक्लिंग द्रावणाने पिक्लिंग करावे. तथापि, ब्रेझिंग जॉइंटच्या धातूचे क्षरण टाळण्यासाठी नायट्रिक ऍसिड द्रावण वापरू नये याची काळजी घ्यावी.