Brasage du segment diamanté et du substrat

La tête de coupe diamantée et le substrat sont souvent reliés par brasage pour fabriquer des outils diamantés. Tous les types d'outils de sciage, de coupe, de meulage et de perçage rencontrés dans la vie quotidienne sont principalement reliés par brasage. Il existe diverses formes de tels outils, mais les joints ont leur point commun, à savoir le brasage de composites complexes poreux fabriqués par la métallurgie des poudres et l'acier allié.

 

Les conditions de travail des outils diamantés sont relativement difficiles et ils sont généralement utilisés dans des environnements à grande vitesse, vibrations et températures élevées, de sorte que le brasage des têtes de coupe diamantées est difficile. Afin d'améliorer l'efficacité de travail des outils diamantés, les exigences en matière de vitesse de coupe et d'avance augmentent constamment, ce qui nécessite que les outils diamantés aient une résistance de soudure plus élevée. Dans la manière technique d'améliorer la résistance du joint de brasage, le matériau de brasage et le processus de brasage s'appuient et se favorisent mutuellement ; de manière technique pour améliorer l'efficacité du brasage, le processus de brasage et l'équipement de brasage se soutiennent et se favorisent mutuellement.

 

La température de fusion du métal d'apport de brasage est étroitement liée au frittage de la tête de coupe. La température de fusion du métal d'apport de brasage doit être choisie en fonction de la température de frittage ; le choix de la résistance du métal d'apport de brasage doit se référer aux conditions d'utilisation de l'outil. Le matériau de brasage doit répondre aux conditions suivantes lorsque la tête de coupe au diamant est brasée avec le substrat : la température de fusion de la soudure doit être inférieure à 850 degrés, et plus elle est basse, mieux c'est ; le métal d'apport de brasage a une bonne mouillabilité vis-à-vis du matériau de matrice de la tête de coupe au diamant et du substrat de l'outil et un étalement d'écoulement modéré ; la soudure doit également avoir de bonnes performances et stabilité à la fatigue, et peut résister à des températures élevées instantanées de 300-400 degré ; le processus de brasage est facile à utiliser et le brasage par induction ou le brasage à la flamme à usage général peut être utilisé.

 

Les principaux facteurs d'influence du processus de brasage sur les propriétés mécaniques des joints brasés à l'outil diamant sont l'épaisseur de la tôle à souder, le traitement de pré-soudage, le temps de chauffage, la vitesse de chauffage, le temps de maintien, le traitement post-soudage, etc. Ces facteurs déterminent l'état de mouillage, la porosité, le taux d'inclusion, l'épaisseur du cordon de brasage et la contrainte résiduelle dans la zone affectée thermiquement par le brasage, etc.

 

L'épaisseur de la feuille de soudure affecte l'épaisseur du joint de brasage du joint, affectant ainsi la résistance au cisaillement et la résistance à la fatigue du joint brasé. La recherche expérimentale montre que lors de l'utilisation de la même composition de soudure et du même processus de brasage pour braser les outils diamantés, lorsque l'épaisseur du joint de brasage est comprise entre {{0}}.20 et 0,28 mm, la performance globale du cordon de brasage est meilleure (l'épaisseur du métal d'apport de brasage peut être réduite à 0,15 mm lors du ressoudage). Lorsque l'épaisseur du joint de brasage est faible, le mouillage de la soudure sur la surface de joint de la tête de coupe et du substrat d'outil est insuffisant, ce qui entraîne un faible taux de brasage et une faible résistance du joint de brasage ; dans le même temps, l'étain, le plomb et l'aluminium, le fer, le tungstène, le titane et d'autres éléments diffusent et se dissolvent dans la soudure, ce qui favorise la fragilisation du joint de brasage et réduit la résistance du joint. Lorsque l'épaisseur du cordon de brasage est trop grande, il est facile de générer des pores dans le cordon de brasage, ce qui réduit la surface de brasage efficace et réduit la résistance au cisaillement.

 

La formation du cordon de brasage est étroitement liée à l'ensemble du processus de chauffage. Des facteurs tels que la vitesse de chauffage, la température de brasage, le temps de maintien et la vitesse de refroidissement affecteront la mouillabilité et la porosité du joint brasé, modifiant ainsi les propriétés mécaniques du joint. Dans le processus de production, un taux de chauffage plus élevé est souvent utilisé pour améliorer l'efficacité du travail. Si la vitesse de chauffage est trop élevée, le joint aura une contrainte résiduelle importante et affectera les propriétés mécaniques de la soudure. En raison de la grande différence dans le coefficient de dilatation linéaire de chaque composant dans le segment de diamant, par exemple, le coefficient de dilatation linéaire du carbure de tungstène, du tungstène et du chrome est faible, tandis que le coefficient de dilatation linéaire du zinc, du plomb, de l'étain, du manganèse, le cobalt et d'autres éléments est important. La déformation de l'élément après chauffage est différente pour générer des contraintes internes. Mais une vitesse de chauffage trop faible entraîne non seulement une faible efficacité de production, mais aggrave également l'oxydation du métal de soudure, ce qui a des effets néfastes sur les joints d'outils diamantés. Pour résoudre le problème de la vitesse de chauffage, un processus de chauffage en deux étapes peut être utilisé. Tout d'abord, la pièce est chauffée à 400-500 degré et la température est maintenue pendant un certain temps avant de continuer à chauffer et à souder. La température de brasage a une certaine influence sur les propriétés mécaniques du joint. Lorsque la température de brasage est trop élevée, l'élément de zinc dans le matériau de brasage s'évapore pour provoquer des pores, et en même temps, le matériau de brasage est facilement oxydé pour produire des inclusions de laitier, ce qui entraîne une diminution de la résistance du joint ; lorsque la température de brasage est trop basse, la fluidité du matériau de brasage est médiocre, il est facile de produire des inclusions de laitier, de provoquer une fausse soudure et de réduire également la résistance du joint.

 

Les vibrations à haute fréquence dans le processus de brasage peuvent améliorer le taux de brasage et réduire les contraintes thermiques résiduelles. La technologie d'entraînement magnétique peut améliorer l'efficacité énergétique, réduire la consommation d'énergie et améliorer l'efficacité du travail.

Le pré- et post-traitement du brasage a une influence importante sur la qualité du brasage. Avant le soudage, la surface brasée doit être rectifiée pour éliminer la couche d'oxyde. Il est nécessaire que l'espace entre la tête de l'outil de meulage et la partie d'accouplement du substrat soit uniforme. Les méthodes couramment utilisées pour éliminer la couche d'oxyde de surface comprennent le meulage, le limage et le sablage. Les outils diamantés après le soudage doivent prendre des mesures de refroidissement lent ou de conservation de la chaleur pour réduire autant que possible la vitesse de refroidissement après le soudage, ce qui est bénéfique pour réduire la contrainte thermique après le soudage. La méthode de production la plus économique consiste à utiliser l'amiante pour conserver la chaleur. Après le soudage, il reste généralement une grande quantité de laitier d'oxyde et de flux à la surface de la pièce, qui doit être nettoyée par sablage pour éviter la corrosion de la pièce par le flux. Une fois la pièce nettoyée, il est nécessaire de vérifier la qualité de la soudure du cordon de brasage. La surface du joint de brasage avec une bonne qualité de soudage est lisse, lisse, en forme d'arc et ne présente ni pores ni fissures évidents.