Способ пайки твердосплавного инструмента Советский патент 1989 года по МПК B23K1/20 

Изобретение относится к технологии изготовления с применением пайки стальных и твердосплавных изделий, например металлорежущего и бурового инструмента, и может быть использовано на предприятиях машиностроения и станкоинструментальной промышленности.

Целью изобретения является интенсификация и совмещение абразивно-химической очистки и натирания припоя в одном процессе, уменьшение дефектности и повышение прочности паяного шва.

В процессе натирания припоя паяемую поверхность смачивают активирующей жидкостью на водной основе, а в зону натирания вводят смесь порошков припоя и флюса. Активирующая жидкость содержит, г/л:

Водный раствор

полиакриламида1 -3

Глицерин50-100

Хлористый цинк20-50

Используют смесь порошков припоя и флюса с размером частиц 50-100 мкм.

При натирании происходит механоде- струкция молекул глицерина, что приводит к образованию активных продуктов, которые в сочетании с хлористым цинком химически воздействуют на окисные пленки, облегчая и ускоряя их механическое разрушение абразивными частицами флюса и припоя. Это значительно интенсифицирует процесс очистки поверхности от окисных пленок.

Так как в зоне трения имеются очищенные от окислов частицы припоя, происходит их схватывание с вновь образованной свободной поверхностью непосредственно в момент ее образования и на поверхности возникает прочно сцепленная припоем пленка покрытия.

Полиакриламид, являясь высокомолекулярным поверхностно-активным веществом (ПАВ), стабилизирует мелкодисперсные частицы окислов (как показывает микроскопическое исследование, их размер не превышает 10 мкм) в растворе, не давая им осаждаться на поверхности и включаться в покрытие. Таким образом, мелкодисперсные заЈъ

оо

о &

00

1

грязнения вымываются из зоны обработки, в то время как более крупнодисперсные частицы припоя и флюса размером 50- 100 мкм беспрепятственно взаимодействуют с поверхностью. Флюс, включающийся в сое- тав покрытия, улучшает качество паяного шва, так как, испаряясь в процессе пайки, способствует быстрому и надежному растеканию припоя. Все описанные факторы в совокупности обеспечивают образование прочного и бездефектного шва.

Данный способ может осуществляться вручную или механизированным способом.

Пример. В процессе изготовления алмазно-твердосплавных резцов производят пайку двухслойных алмазно-твердосплавных плас- тин к твердосплавным державкам индукционным методом припоем ЛНКоМп49-9-0,2-0,2 с флюсом Ф 100.

Подготовку к пайке производят с помощью шлифовального станка КШ-10. Л а- тунный диск шлифовальника станка смачивают активизирующей жидкостью и наносят на него испытуемую смесь порошков припоя ЛНКоМц 49-9-0,2-0,2 и флюса Ф 100 в соотношении 1:1. Кассету с алмазно- твердосплавными пластинами и державками, помещенными паяемой поверхностью вниз, прижимают к латунному диску шлифовальника и приводят во вращение относительно шлифовальника. Добавляя в зону обработки активизирующую жидкость, производят обработку.

Подготовленные алмазно-твердосплавные пластины и державки с нанесенной на них пленкой припоя спаивают в установке индукционной пайки с использованием припоя ЛНКоМц 49-9-0,2-0,2 и флюса Ф 100.

Испытание дефектности паяных швов про- водят с помощью ультразвукового дефектоскопа УД11ПУ, сопоставляя величину сигнала (в условных делениях шкалы) от паяного шва с величиной сигнала от искусственного дефекта (непропая).

Прочность паяного шва определяют путем проведения испытаний на срез, оценивая величину усилия среза по шву и относя его к площади поперечного сечения шва.

В таблице приведены результаты, полу- ченные в соответствии с примерами осуществления предлагаемого способа.

Таким образом, наилучшее качество пленки, наименьшая дефектность (3 условных деления) и наибольшая прочность паяного шва на срез (360 МН/м2) при мини- мальном времени обработки достигается на режимах пайки с использованием абразивно- химической очистки поверхности с натиранием припоя при использовании припоя

ЛНКоМц 49-9-0,2-0,2 и флюса Ф 100 в соотношении 1:1 зернистостью 50-100 мкм, а также активирующей жидкости состава, г/л:

Полиакриламид1- 3

Глицерин50-150

Хлористый цинк20- 50

При использовании предлагаемого способа пайки по сравнени.о с прототипом достигается уменьшение дефектности шва в 2-2,5 раза, повышение прочности шва на срез в 1,6-1,8 раза.

При использовании припоя и флюса с размером частиц за пределами предлагаемого диапазона значительно возрастает дефектность и уменьшается прочность шва, что связано с изменением условий взаимодействия активирующей жидкости с частицами припоя и флюса. Частицы меньших размеров флокулируются активирующей жидкостью, образуя сгустки, препятствующие обработке, частицы больших размеров обладают меньшей поверхностью, что снижает интенсивность обработки и увеличивает пористость пленки. Уменьшение концентрации компонентов жидкости ниже нижнего предела снижает интенсивность и качество очистки, качество пленки и ухудшает свойства шва. Превышение концентраций компонентов нецелесообразно в связи с тем, что не способствует улучшению свойств шва.

Предлагаемый способ дает возможность механизировать операции подготовки к пайке, характеризуется высокой производительностью и простотой, не требует применения сложного оборудования и токсичных веществ.

Формула изобретения

1.Способ пайки твердосплавного инструмента, включающий абразивную очистку паяемой поверхности и нанесение припоя натиранием, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности паяного соединения, в процессе натирания припоя паяемую поверхность смачивают активирующей жидкостью на водной основе, а в порошок припоя вводят порошок флюса.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что активирующая жидкость содержит, г/л:

Водный раствор

полиакриламида1- 3

Глицерин50-150

Хлористый цинк20- 50

3.Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что порошки припоя и флюса берут с размером частиц 50-100 мкм.

Полиакрил- амид 0,8 Глицерин 40,0 Хлористый цинк 15,0

Полиакрил- амид 1 ,0 Глицерин 50,0

Хлористый цинк 20,0

Полиалкил- амид 2., О Глицерин

Припой ЛИКоМц 49-9-0,2-0,2 Флюс Ф 100 в соотношении 1:1, зернистость 50 мкм

4,5

267

Светлая,цвета припоя,полублестящая

Светлая,цвета припоя, блестящая

363

Изобретение относится к технологии изготовления стальных и твердосплавных изделий с применением пайки, например металлорежущего и бурового инструмента. Цель - повышение прочности паяного соединения. В процессе натирания припоя паяемую поверхность смачивают активирующей жидкостью на водной основе и в зону натирания вводят смесь порошков припоя и флюса. В состав активирующей жидкости включают 1-3 г/л полиакриламида, 50-100 г/л глицерина и 20-50 г/л хлористого цинка. При этом используют смесь порошков припоя и флюса с размером частиц 50-100 мкм. Способ позволяет механизировать операции подготовки к пайке, обеспечивает высокую производительность и не требует применения сложного оборудования и токсичных веществ. 1 табл.