1. Juotosmateriaali
(1) Juotosteräksissä ja kovametalleissa käytetään yleensä puhdasta kuparia, kuparisinkkiä ja hopeakuparia juotoslisäaineina. Puhtaalla kuparilla on hyvä kostuvuus kaikenlaisille kovametalleille, mutta paras vaikutus saadaan juottamalla pelkistävässä vetyatmosfäärissä. Samalla korkean juotoslämpötilan vuoksi liitoksen jännitys on suuri, mikä johtaa halkeilualttiuden kasvuun. Puhtaalla kuparilla juotetun liitoksen leikkauslujuus on noin 150 MPa ja liitoksen plastisuus on myös korkea, mutta se ei sovellu korkeisiin lämpötiloihin.
Kuparisinkkilisäaine on yleisimmin käytetty lisäaine työkaluterästen ja kovametallien juottamiseen. Juotteen kostuvuuden ja liitoksen lujuuden parantamiseksi juotteeseen lisätään usein Mn:ää, Ni:tä, Fe:tä ja muita seosaineita. Esimerkiksi b-cu58znmn:ään lisätään 4 % w(MN), jolloin kovametallijuotettujen liitosten leikkauslujuus saavuttaa 300–320 MPa:n huoneenlämmössä; se voi silti ylläpitää 220–240 MPa:n lujuuden 320 ℃:ssa. Pienen määrän CO:n lisääminen b-cu58znmn:ään voi nostaa juotetun liitoksen leikkauslujuuden 350 MPa:han, ja sillä on korkea iskunkestävyys ja väsymislujuus, mikä parantaa merkittävästi leikkaustyökalujen ja kallionporaustyökalujen käyttöikää.
Hopea-kupari-juotoslisäaineen alhaisempi sulamispiste ja juotetun liitoksen pienempi lämpöjännitys vähentävät kovametallin halkeilualttiutta juottamisen aikana. Juotteen kostuvuuden parantamiseksi sekä liitoksen lujuuden ja käyttölämpötilan parantamiseksi juotteeseen lisätään usein Mn:ää, Ni:tä ja muita seosaineita. Esimerkiksi b-ag50cuzncdni-juotteella on erinomainen kostuvuus kovametalliin nähden, ja juotetulla liitoksella on hyvät kokonaisominaisuudet.
Edellä mainittujen kolmen tyyppisten juotoslisäaineiden lisäksi yli 500 ℃:n lämpötiloissa kovametallille, joka vaatii suurta liitoslujuutta, voidaan valita Mn- ja Ni-pohjaisia juotoslisäaineita, kuten b-mn50nicucrco ja b-ni75crsib. Pikateräksen juottamiseen on valittava erityinen juotoslisäaine, jonka juotoslämpötila vastaa sammutuslämpötilaa. Tämä lisäaine jaetaan kahteen luokkaan: ferromangaanityyppinen lisäaine, joka koostuu pääasiassa ferromangaanista ja booraksista. Juotetun liitoksen leikkauslujuus on yleensä noin 100 MPa, mutta liitos on altis halkeamille; toinen tyyppi on erityinen kupariseos, joka sisältää Ni:tä, Fe:tä, Mn:tä ja Si:tä, eikä se aiheuta helposti halkeamia juotetuissa liitoksissa, ja sen leikkauslujuutta voidaan nostaa 300 MPa:han.
(2) Juotosaineen ja suojakaasujuotosaineen valinnan on vastattava hitsattavan perusmetallin ja lisäaineen määrää. Työkaluteräksen ja kovametallin juottamisessa käytetään pääasiassa booraksia ja boorihappoa, ja siihen lisätään myös fluorideja (KF, NaF, CaF2 jne.). Kupari-sinkkijuotteissa käytetään Fb301-, FB302- ja FB105-juottimia, ja hopea-kuparijuotteissa käytetään FB101–FB104-juottimia. Booraksijuottimia käytetään pääasiassa silloin, kun pikateräksen juottamiseen käytetään erityistä juotosainetta.
Työkaluteräksen hapettumisen estämiseksi juotoskuumennuksen aikana ja juottamisen jälkeisen puhdistuksen välttämiseksi voidaan käyttää suojakaasua. Suojakaasuna voi olla joko inerttiä kaasua tai pelkistävää kaasua, ja kaasun kastepisteen on oltava alle -40 ℃. Kovametallia voidaan juottaa vedyn suojakaasussa, ja vaadittavan vedyn kastepisteen on oltava alle -59 ℃.
2. Juotostekniikka
Työkaluteräs on puhdistettava ennen juottamista, eikä työstetyn pinnan tarvitse olla liian sileä materiaalien ja juotosaineen kostutuksen ja leviämisen helpottamiseksi. Kovametallin pinta on hiekkapuhallettava ennen juottamista tai kiillotettava piikarbidilla tai timanttihiomalaikalla liiallisen hiilen poistamiseksi pinnalta, jotta juotoslisäaine kostuttaa sen juottamisen aikana. Titaanikarbidia sisältävää kovametallia on vaikea kastella. Kuparioksidia tai nikkelioksiditahnaa levitetään sen pinnalle uudella tavalla ja paistetaan pelkistävässä ilmakehässä, jotta kupari tai nikkeli siirtyy pintaan ja lisää vahvan juotteen kostuvuutta.
Hiiliteräksen juottaminen tulisi mieluiten suorittaa ennen sammutusprosessia tai samanaikaisesti sen kanssa. Jos juottaminen suoritetaan ennen sammutusprosessia, käytetyn lisäaineen jähmeän lämpötilan on oltava korkeampi kuin sammutuslämpötila-alue, jotta hitsausliitoksella on edelleen riittävän suuri lujuus sammutuslämpötilaan uudelleenlämmitettäessä ilman murtumista. Kun juottaminen ja sammutus yhdistetään, on valittava lisäaine, jonka jähmeän lämpötila on lähellä sammutuslämpötilaa.
Seosteräksessä on laaja valikoima komponentteja. Sopiva juotoslisäaine, lämpökäsittelyprosessi sekä juottamis- ja lämpökäsittelyprosessien yhdistämistekniikka on määritettävä terästyypin mukaan, jotta saavutetaan hyvä liitoksen suorituskyky.
Pikateräksen sammutuslämpötila on yleensä korkeampi kuin hopea-kuparin ja kupari-sinkkijuotteen sulamislämpötila, joten juottaminen on tarpeen ennen juottamista ja juottaminen toissijaisen päästön aikana tai sen jälkeen. Jos juottaminen on tarpeen juottamisen jälkeen, juottamiseen voidaan käyttää vain edellä mainittua erityistä juotoslisäainetta. Pikateräksestä valmistettujen leikkaustyökalujen juottamisessa on tarkoituksenmukaista käyttää koksiuunia. Kun juotoslisäaine on sulanut, leikkaustyökalu otetaan pois ja paineistetaan välittömästi, ylimääräinen juotoslisäaine puristetaan pois, sitten suoritetaan öljysammutus ja päästö lämpötilassa 550–570 ℃.
Kun kovametalliterää juotetaan teräksisellä työkalupalkilla, on käytettävä menetelmää, jossa juotosrakoa suurennetaan ja juotosrakoon asetetaan muovinen kompensointitiiviste. Hitsauksen jälkeen on jäähdytettävä hitaasti juotosjännityksen vähentämiseksi, halkeamien estämiseksi ja kovametalliterän käyttöiän pidentämiseksi.
Kuituhitsauksen jälkeen hitsausliitoksen jäämät on pestävä kuumalla vedellä tai yleisellä kuonanpoistoaineella ja sitten peitattava sopivalla peittausliuoksella oksidikalvon poistamiseksi perustyökalun tangosta. Varo kuitenkin käyttämästä typpihappoliuosta juotosmetallin korroosion estämiseksi.
Julkaisun aika: 13. kesäkuuta 2022