Пайка алмазного сегмента и подложки

Алмазная режущая головка и подложка часто соединяются пайкой для изготовления алмазных инструментов. Все виды режущих, режущих, шлифовальных и сверлильных инструментов, встречающихся в повседневной жизни, в основном соединяются пайкой. Существуют различные формы таких инструментов, но соединения имеют свою общность, то есть пайку пористых сложных композитов, изготовленных методами порошковой металлургии и легированной стали.

 

Условия работы алмазных инструментов относительно суровые, и они обычно используются в условиях высоких скоростей, вибрации и высоких температур, поэтому пайка алмазных режущих головок затруднена. Для повышения эффективности работы алмазного инструмента постоянно повышаются требования к скорости резания и подаче, что требует от алмазного инструмента большей прочности пайки. С технической точки зрения, чтобы улучшить прочность паяного шва, припой и процесс пайки опираются и способствуют друг другу; с технической точки зрения, чтобы повысить эффективность пайки, процесс пайки и оборудование для пайки поддерживают и продвигают друг друга.

 

Температура плавления припоя тесно связана со спеканием режущей головки. Температуру плавления припоя следует выбирать в зависимости от температуры спекания; выбор прочности припоя должен соответствовать условиям использования инструмента. Припой должен соответствовать следующим условиям при пайке алмазной режущей головки с подложкой: температура плавления припоя должна быть ниже 850 градусов, и чем ниже, тем лучше; твердый припой обладает хорошей смачиваемостью матричным материалом алмазной режущей головки и подложкой инструмента и умеренным растеканием потока; припой также должен иметь хорошие усталостные характеристики и стабильность, а также выдерживать мгновенные высокие температуры 300-400 градусов; процесс пайки прост в эксплуатации, и можно использовать индукционную пайку общего назначения или пайку пламенем.

 

Основными факторами, влияющими от процесса пайки на механические свойства паяных соединений алмазного инструмента, являются толщина сварочного листа, предсварочная обработка, время нагрева, скорость нагрева, время выдержки, послесварочная обработка и др. Эти факторы определяют условия смачивания, пористость, степень включения, толщина пайки и остаточное напряжение в зоне термического влияния пайки и т. д.

 

Толщина листа припоя влияет на толщину паяного шва соединения, тем самым влияя на прочность на сдвиг и усталостную прочность паяного соединения. Экспериментальные исследования показывают, что при использовании одного и того же состава припоя и процесса пайки для пайки алмазных инструментов, когда толщина паяного шва составляет от {{0}},20 до 0,28 мм, общая производительность паяного шва лучше (толщина припоя может быть уменьшена до 0,15 мм при повторной сварке). Когда толщина паяного шва мала, смачивание припоем поверхности соединения режущей головки и подложки инструмента недостаточно, что приводит к низкой скорости пайки и низкой прочности паяного шва; в то же время олово, свинец, алюминий, железо, вольфрам, титан и другие элементы диффундируют и растворяются в шве, что способствует охрупчиванию паяного соединения и снижению прочности соединения. Когда толщина пайки слишком велика, легко образуются поры в пайке, что уменьшает эффективную площадь пайки и снижает прочность на сдвиг.

 

Формирование паяного шва тесно связано со всем процессом нагрева. Такие факторы, как скорость нагрева, температура пайки, время выдержки и скорость охлаждения, влияют на смачиваемость и пористость паяного соединения, тем самым изменяя механические свойства соединения. В производственном процессе часто используется более высокая скорость нагрева для повышения эффективности работы. Если скорость нагрева слишком высока, соединение будет иметь большое остаточное напряжение и повлияет на механические свойства сварного шва. Из-за большой разницы в коэффициентах линейного расширения каждого компонента в сегменте алмаза, например, коэффициент линейного расширения карбида вольфрама, вольфрама и хрома мал, в то время как коэффициент линейного расширения цинка, свинца, олова, марганца, кобальт и другие элементы велики. Деформация элемента после нагрева различна для создания внутренних напряжений. Но слишком низкая скорость нагрева не только приводит к низкой эффективности производства, но и усугубляет окисление металла припоя, что отрицательно сказывается на алмазных замках. Для решения проблемы скорости нагрева можно использовать двухстадийный процесс нагрева. Сначала заготовка нагревается до 400-500 градусов, и температура поддерживается в течение определенного периода времени, прежде чем продолжить нагрев и сварку. Температура пайки оказывает определенное влияние на механические свойства соединения. Когда температура пайки слишком высока, элемент цинка в припое испаряется, образуя поры, и в то же время припой легко окисляется с образованием шлаковых включений, что приводит к снижению прочности соединения; когда температура пайки слишком низкая, текучесть припоя плохая, легко образуются шлаковые включения, которые вызывают ложную сварку, а также снижают прочность соединения.

 

Высокочастотная вибрация в процессе пайки может повысить скорость пайки и снизить остаточное термическое напряжение. Технология магнитного привода может повысить энергоэффективность, снизить потребление энергии и повысить эффективность работы.

Предварительная и последующая обработка пайки оказывают большое влияние на качество пайки. Перед сваркой поверхность пайки необходимо зашлифовать, чтобы удалить оксидный слой. Требуется, чтобы зазор между головкой шлифовального инструмента и сопрягаемой частью подложки был равномерным. Обычно используемые методы удаления поверхностного оксидного слоя включают шлифование на шлифовальном станке, опиловку и пескоструйную очистку. Алмазные инструменты после сварки должны принимать меры по медленному охлаждению или сохранению тепла, чтобы максимально снизить скорость охлаждения после сварки, что полезно для снижения термического напряжения после сварки. Более экономичным способом в производстве является использование асбеста для сохранения тепла. После сварки на поверхности заготовки обычно остается большое количество оксидного шлака и флюса, которые следует очистить пескоструйной очисткой во избежание коррозии заготовки флюсом. После очистки заготовки необходимо проверить качество сварки паяного шва. Поверхность паяного шва при хорошем качестве сварки гладкая, гладкая, дугообразная, не имеет явных пор и трещин.