Способ пайки твердосплавного изделия с металлическим Советский патент 1977 года по МПК B23K1/04 B23K31/04 

1

Изобретение относится к области пайки металлокерамических изделий, преимущественно твердосплавных, к другим материалам. При пайке твердых сплавов к другим материалам, например резпов к стальным державкам, используют следующий способ. Твердосплавную пластинку и стальную державку нагревают до 11ОО-115О С. Чтобы улучшить смачиваемость твердых сплавов медью (или латунью), изделия, обрабатывают бурой, ;затем на их поверхность наносят припой -медь, которая при этой темпер)атуре расплавляется и покрывает соединяемые поверхности, после чего изделия в нагретом состоянии приводят в соприкосновение по этим поверхностям и охлаждают 11 .

Этот способ имеет ряд недостатков. В частности при существующей технологии пайки жидкая медь имеет слабое адгезионное взаимодействие с твердым сплавом, поэтому отмечается низкая прочность соединения и часто наблюдается выход инструмйнта из строя в результате отставания пласт1ш от державок.

Известен другой способ пайки, по которому для улучшения смачиваемости твердого сплава медным припоем нагрев осуществляют выше :z 135О С до температуры расплавления связующего металла в твердом сплаве 2 .

Недостаток этого способа состоит в том, что до этой же температуры нагревается и стальной корпус, а это отрипателыю сказывается на свойствах стали и приводит к увеличению напряжений в паяном соединении.

Для уменьшения концентраций напряжений в зоне соединения по предлагаемому способу пайки твердосплавного изделия с металлич€к:ким , нагрев твердосплавной пластины с припоем осуществляют до ее сборки с корпусом, затем охлаждают пластину до температуры пайки и собирают с нагретым до той же темпер атуры корпусом.

При нагреве твердого сплава выше 132(3 происходит качественный скачок в свойствах сплава, так как при этой температуре связующий (кобальт) в с гпаве находится в жидком состоянии, в результате ч(-г: происходит активное взаимодействие жачкой меди н твердого сплава. Именно благодаря этому удается создать переходный слой в гаердом сплаве за короткий промежуток времени. В период вьщержки твердого сплава при температуре 135О С в контакте с жидким припоем значительно увеличивается его содержание в слоях изделия, прилегающих к поверхности контакта. После соединения такой твердосплавной пластинки со стальной державкой между тве дым сплавом и припоем образуется переходный слой толщиной 0,2 6-2,5 мм, в котором содержание.: металла (Со + Сц ) повы-, шено. В этом слое содержание меди плавно увеличивается в направлении к зоне соединения. Резкой границы между сплавом и припоем не существует, а термические напряжения рассредоточены по всей толщине переходного слоя, чтр создает благоприятные уело- ВИЯ работы инструмента, повышает его эксплуатационные свойства. Кроме того, плавное изменение содержания припоя в сло а также внедрение шрипоя в твердый сплав значительно повыщают прочность пайки, что в сочетании с уменьшением напряжений в зоне соединения существенно повышает качество пайки. При нагреве твердого сплава с медным припоем до температуры 135О С в качестве защитной среды необходимо использовать аммиак, В среде аммиака медь хорошо смачивает поверхность твердого сплава, при этом отпадает необходимость применять активные реагенты, например буру, обработки поверхности сплава, что устраняет ид отрицательное влияние на свойства сплава. П р и м е р. На твердосплавную пластинку из сплава ВК6 кладут припой из мед с добавкой кобальта и в среде аммиака токами высокой частоты нагревают их до 1350 С, вр.шерживают при этой температуре 10-5О сек. Толщина переходного слоя регулируется временем выдержки в темпера1320-14ОО°С. При турном интервале выдержке Ю сек толщина слоя, насыщенного медью, составляет 0,6 мм, а при выдержке 50 сек - 2,5 мм. После достижения требуемой топщины переходного споя пластинку охлаждают до 1150-1200 С, при водят в контакт со стальной державкой, нагретой до такой же температуры, и осуществляют пайку. Формула изобретения Способ пайки твердосплавного изделия с металлическим, преимущественно твердосплавной пластины со стальным корпусом, по которому на палемую поверхность твер- досплавной пластины укладывают припой с использованием операций сборки пластин с корпусом и нагрева выше температуры расплавления связующего металла в твердом сплаве, отличающийся тем, что, с целью уменьшения напряжений в зоне соединения, до сборки с корпусом осуществляют нагрев пластины с припоем, затем охлаждают пластину до темперитуры пайки и собирают ее с нагретым до той же температуры корпусом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1,Имшенник К, П. и Бухман Н. А. Технология пайки твердосплавного инструмента. М., Машгиз, 1954. 2.Авторское свидетельство СССР 418293, кл, В 23 К 1/О4, 1966.