Juotos ruostumatonta terästä

Juotos ruostumatonta terästä

1. Juotettavuus

Ensisijainen ongelma ruostumattoman teräksen juottamisessa on, että pinnalla oleva oksidikalvo vaikuttaa vakavasti juotteen kostumiseen ja leviämiseen.Erilaiset ruostumattomat teräkset sisältävät huomattavan määrän Cr:a, ja jotkut sisältävät myös Ni, Ti, Mn, Mo, Nb ja muita alkuaineita, jotka voivat muodostaa pinnalle erilaisia ​​oksideja tai jopa komposiittioksideja.Niistä Cr:n ja Ti:n oksidit Cr2O3 ja TiO2 ovat melko stabiileja ja vaikeasti poistettavia.Kun juotetaan ilmassa, niiden poistamiseen on käytettävä aktiivista juokstetta;Kun juotetaan suojakaasussa, oksidikalvo voidaan pelkistää vain erittäin puhtaassa ilmakehässä, jossa on alhainen kastepiste ja riittävän korkea lämpötila;Tyhjiöjuotuksessa on oltava riittävä tyhjiö ja riittävä lämpötila hyvän juotosvaikutuksen saavuttamiseksi.

Toinen ruostumattoman teräksen juottamisen ongelma on, että kuumennuslämpötilalla on vakava vaikutus perusmetallin rakenteeseen.Austeniittisen ruostumattoman teräksen juotoslämmityslämpötila ei saa olla korkeampi kuin 1150 ℃, muuten jyvä kasvaa vakavasti;Jos austeniittinen ruostumaton teräs ei sisällä stabiilia alkuainetta Ti tai Nb ja siinä on korkea hiilipitoisuus, juottamista tulee myös välttää herkistymislämpötilassa (500 ~ 850 ℃).Estää korroosionkestävyyden heikkenemisen kromikarbidin saostumisen vuoksi.Martensiittisen ruostumattoman teräksen juotoslämpötilan valinta on tiukempi.Yksi on sovittaa juotoslämpötila jäähdytyslämpötilaan, jotta juotosprosessi yhdistetään lämpökäsittelyprosessiin;Toinen on, että juotoslämpötilan tulee olla karkaisulämpötilaa alhaisempi, jotta perusmetalli ei pehmene juottamisen aikana.Sadekarkaisun ruostumattoman teräksen juotoslämpötilan valintaperiaate on sama kuin martensiittisen ruostumattoman teräksen, eli juotoslämpötilan on vastattava lämpökäsittelyjärjestelmää, jotta saadaan parhaat mekaaniset ominaisuudet.

Edellä mainittujen kahden pääongelman lisäksi austeniittista ruostumatonta terästä juotettaessa on taipumus jännityshalkeilulle, erityisesti kuparisella sinkkitäytemetallilla juotettaessa.Jännityshalkeilun välttämiseksi työkappale on jännitysti hehkutettava ennen juottamista ja työkappale on kuumennettava tasaisesti juottamisen aikana.

2. Juotosmateriaali

(1) Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen hitsausten käyttövaatimusten mukaisesti ruostumattoman teräksen hitsauksissa yleisesti käytettyjä juotostäytemetalleja ovat tina-lyijyjuottotäytemetalli, hopeapohjainen juotostäytemetalli, kuparipohjainen juotostäytemetalli, mangaanipohjainen juotostäytemetalli, nikkelipohjainen juotostäytemetalli ja jalometalli juotostäytemetalli.

Tina-lyijyjuotetta käytetään pääasiassa ruostumattoman teräksen juottamiseen, ja se soveltuu korkeaan tinapitoisuuteen.Mitä suurempi juotteen tinapitoisuus on, sitä parempi on sen kostuvuus ruostumattomalla teräksellä.Useilla yleisillä tina-lyijyjuotteilla juotettujen ruostumattomien 1Cr18Ni9Ti-liitosten leikkauslujuus on lueteltu taulukossa 3. Liitosten heikon lujuuden vuoksi niitä käytetään vain pienten kantokykyisten osien juottamiseen.

Taulukko 3 tina-lyijyjuotteella juotetun ruostumattoman teräksen 1Cr18Ni9Ti-liitoksen leikkauslujuus

Hopeapohjaiset täytemetallit ovat yleisimmin käytettyjä lisäainemetalleja ruostumattoman teräksen juottamiseen.Niistä hopeakuparisinkki ja hopeakupari-sinkkikadmiumtäytemetallit ovat yleisimmin käytettyjä, koska juotoslämpötilalla on vain vähän vaikutusta perusmetallin ominaisuuksiin.Useilla yleisillä hopeapohjaisilla juotteilla juotettujen ruostumattomien ICr18Ni9Ti-liitosten lujuus on lueteltu taulukossa 4. Hopeapohjaisilla juotteilla juotettuja ruostumattomia teräsliitoksia käytetään harvoin erittäin syövyttävissä aineissa, ja liitosten työskentelylämpötila ei yleensä ylitä 300 ℃ .Juotettaessa ruostumatonta terästä ilman nikkeliä, juotetun liitoksen korroosion estämiseksi kosteassa ympäristössä, tulee käyttää juotettavaa täytemetallia, jossa on enemmän nikkeliä, kuten b-ag50cuzncdni.Juotettaessa martensiittista ruostumatonta terästä, epäjalometallin pehmenemisen estämiseksi tulee käyttää juotostäytemetallia, jonka juotoslämpötila ei ylitä 650 ℃, kuten b-ag40cuzncd.Kun juotetaan ruostumatonta terästä suojaavassa ilmakehässä, pinnalla olevan oksidikalvon poistamiseksi voidaan käyttää litiumia sisältävää itsejuotosjuottetta, kuten b-ag92culi ja b-ag72culi.Kun ruostumatonta terästä juotetaan tyhjiössä, jotta täytemetallilla olisi edelleen hyvä kostuvuus, kun se ei sisällä helposti haihtuvia aineita, kuten Zn ja CD, hopeatäytemetallia sisältävää elementtiä, kuten Mn, Ni ja RD, voidaan käyttää. valittu.

Taulukko 4 hopeapohjaisella täytemetallilla juotetun ruostumattoman teräksen ICr18Ni9Ti-liitoksen lujuus

Kuparipohjaiset juotostäytemetallit, joita käytetään eri terästen juottamiseen, ovat pääasiassa puhdasta kuparia, kupari-nikkeliä ja kupari-mangaani-kobolttijuottotäytemetalleja.Puhdasta kuparista juotettavaa täytemetallia käytetään pääasiassa juottamiseen kaasusuojassa tai tyhjiössä.Ruostumattoman teräksen liitoksen käyttölämpötila on enintään 400 ℃, mutta liitoksella on huono hapettumisenkestävyys.Kupari-nikkelijuotostäytemetallia käytetään pääasiassa liekki- ja induktiojuottamiseen.Juotetun 1Cr18Ni9Ti ruostumattoman teräsliitoksen lujuus on esitetty taulukossa 5. Siitä voidaan nähdä, että liitos on sama lujuus kuin perusmetallilla ja työskentelylämpötila on korkea.Cu Mn-co-juottotäytemetallia käytetään pääasiassa martensiittisen ruostumattoman teräksen juottamiseen suojakaasussa.Liitoksen lujuus ja työskentelylämpötila ovat verrattavissa kultapohjaisella täytemetallilla juotettuihin.Esimerkiksi 1Cr13 ruostumattomasta teräksestä valmistettu liitos, joka on juotettu b-cu58mnco-juotteella, on sama suorituskykyinen kuin sama ruostumaton teräsliitos, joka on juotettu b-au82ni-juotteella (katso taulukko 6), mutta tuotantokustannukset ovat huomattavasti pienemmät.

Taulukko 5 1Cr18Ni9Ti ruostumattomasta teräksestä valmistetun liitoksen leikkauslujuus, joka on juotettu korkean lämpötilan kuparisella pohjatäytemetallilla

Taulukko 6 1Cr13 ruostumattomasta teräksestä juotetun liitoksen leikkauslujuus

Mangaanipohjaisia ​​juotostäytemetalleja käytetään pääasiassa kaasusuojatussa juotossa, ja kaasun puhtauden on oltava korkea.Perusmetallin rakeiden kasvun välttämiseksi tulee valita vastaava juotostäytemetalli, jonka juotoslämpötila on alle 1150 ℃.Tyydyttävä juotosvaikutus voidaan saavuttaa ruostumattomasta teräksestä valmistettaville liitoksille, jotka on juotettu mangaanipohjaisella juotteella taulukon 7 mukaisesti. Liitoksen käyttölämpötila voi olla 600 ℃.

Taulukko 7 mangaanipohjaisella täytemetallilla juotetun ruostumattoman teräksen lcr18ni9fi-liitoksen leikkauslujuus

Kun ruostumaton teräs juotetaan nikkelipohjaisella täyteaineella, liitoksella on hyvä suorituskyky korkeissa lämpötiloissa.Tätä täytemetallia käytetään yleensä kaasusuojatussa juotossa tai tyhjiöjuotuksessa.Jotta voidaan ratkaista se ongelma, että juotosliitoksessa muodostuu enemmän hauraita yhdisteitä, mikä heikentää merkittävästi liitoksen lujuutta ja plastisuutta, saumarako tulee minimoida, jotta voidaan varmistaa, että elementit muodostavat helposti hauraita faasia. juotos on täysin diffundoitunut perusmetalliin.Pitkästä pitoajasta juotoslämpötilassa johtuvan perusmetallin rakeiden kasvun estämiseksi voidaan käyttää lyhytaikaista pitoa ja diffuusiokäsittelyä alhaisemmassa lämpötilassa (juotoslämpötilaan verrattuna) hitsauksen jälkeen.

Ruostumattoman teräksen juottamiseen käytettäviä jalometallijuottotäytemetalleja ovat pääasiassa kultapohjaiset täytemetallit ja palladiumia sisältävät täytemetallit, joista tyypillisimpiä ovat b-au82ni, b-ag54cupd ja b-au82ni, joilla on hyvä kostuvuus.Juotetulla ruostumattomasta teräksestä valmistettujen liitosten lujuus ja hapettumiskestävyys ovat korkeat, ja suurin käyttölämpötila voi olla 800 ℃.B-ag54cupd on ominaisuuksiltaan samanlainen kuin b-au82ni ja sen hinta on alhainen, joten se yleensä korvaa b-au82ni.

(2) Ruostumattoman teräksen pinta juoksutteen ja uunin ilmakehässä sisältää oksideja, kuten Cr2O3 ja TiO2, jotka voidaan poistaa vain käyttämällä vahvasti aktiivista juokstetta.Kun ruostumatonta terästä juotetaan tina-lyijyjuotteella, sopiva juoksute on fosforihapon vesiliuos tai sinkkioksidin suolahappoliuos.Fosforihapon vesiliuoksen aktiivisuusaika on lyhyt, joten on käytettävä nopean lämmityksen juotosmenetelmää.Fb102, fb103 tai fb104 sulatteita voidaan käyttää ruostumattoman teräksen juottamiseen hopeapohjaisilla täyteaineilla.Juotettaessa ruostumatonta terästä kuparipohjaisella täytemetallilla käytetään fb105-juotetta korkean juotoslämpötilan vuoksi.

Juotettaessa ruostumatonta terästä uunissa käytetään usein tyhjiöilmakehää tai suojakaasua, kuten vetyä, argonia ja hajoammoniakkia.Tyhjiöjuottamisen aikana tyhjiöpaineen tulee olla alle 10-2Pa.Suojakaasussa juotettaessa kaasun kastepiste ei saa olla korkeampi kuin -40 ℃ Jos kaasun puhtaus ei ole riittävä tai juotoslämpötila ei ole korkea, voi muodostua pieni määrä kaasujuottovirtausta, kuten booritrifluoridia. lisätään tunnelmaan.

2. Juotostekniikka

Ruostumaton teräs on puhdistettava tiukemmin ennen juottamista rasva- ja öljykalvon poistamiseksi.On parempi juottaa heti puhdistuksen jälkeen.

Ruostumattomasta teräksestä valmistettu juotos voi käyttää liekki-, induktio- ja uunin keskilämmitysmenetelmiä.Uunissa juotettavassa uunissa tulee olla hyvä lämpötilansäätöjärjestelmä (juottolämpötilan poikkeaman on oltava ± 6 ℃) ja se voidaan jäähdyttää nopeasti.Kun vetyä käytetään juottamisen suojakaasuna, vedyn vaatimukset riippuvat juotoslämpötilasta ja perusmetallin koostumuksesta, eli mitä alhaisempi juotoslämpötila, sitä enemmän perusmetalli sisältää stabilointiainetta ja sitä pienempi kaste. vetypiste vaaditaan.Esimerkiksi martensiittisille ruostumattomille teräksille, kuten 1Cr13 ja cr17ni2t, juotettaessa 1000 ℃:ssa vedyn kastepisteen on oltava alle -40 ℃;18-8 krominikkeliruostumattomalle teräkselle ilman stabilointiainetta vedyn kastepisteen on oltava alle 25 ℃ juotettaessa 1150 ℃:ssa;Kuitenkin 1Cr18Ni9Ti ruostumattoman teräksen, joka sisältää titaanistabilisaattoria, vedyn kastepisteen on oltava alle -40 ℃, kun juotetaan 1150 ℃:ssa.Argonsuojauksella juotettaessa argonin puhtauden on oltava korkeampi.Jos ruostumattoman teräksen pintaan pinnoitetaan kuparia tai nikkeliä, suojakaasun puhtausvaatimusta voidaan vähentää.Oksidikalvon poistamisen varmistamiseksi ruostumattoman teräksen pinnalta voidaan myös lisätä BF3-kaasujuottetta ja käyttää myös litiumia tai booria sisältävää itsejuottetta.Ruostumatonta terästä tyhjiöjuottaessa alipaineasteen vaatimukset riippuvat juotoslämpötilasta.Juotoslämpötilan noustessa tarvittavaa tyhjiötä voidaan vähentää.

Ruostumattoman teräksen pääprosessi juottamisen jälkeen on puhdistaa jäännösjuotteen ja jäännösvirtauksen estoaine sekä suorittaa juottamisen jälkeinen lämpökäsittely tarvittaessa.Käytetystä juoksutuksesta ja juotosmenetelmästä riippuen juoksutejäännös voidaan pestä vedellä, puhdistaa mekaanisesti tai kemiallisesti.Jos hioma-ainetta käytetään puhdistettaessa jäännössulate tai oksidikalvo lämmitetyllä alueella lähellä saumaa, on käytettävä hiekkaa tai muita ei-metallisia hienojakoisia hiukkasia.Martensiittisesta ruostumattomasta teräksestä ja saostuskarkaistusta ruostumattomasta teräksestä valmistetut osat tarvitsevat lämpökäsittelyn materiaalin erityisvaatimusten mukaisesti juotuksen jälkeen.Ni Cr B- ja Ni Cr Si -täytemetalleilla juotetut ruostumattomasta teräksestä valmistetut liitokset käsitellään juottamisen jälkeen usein diffuusiolämpökäsittelyllä juotosraon vähentämiseksi ja liitosten mikrorakenteen ja ominaisuuksien parantamiseksi.