ગ્રેફાઇટ અને ડાયમંડ પોલીક્રિસ્ટલાઇનનું બ્રેઝિંગ

(૧) ગ્રેફાઇટ અને ડાયમંડ પોલીક્રિસ્ટલાઇન બ્રેઝિંગમાં થતી સમસ્યાઓ બ્રેઝિંગની લાક્ષણિકતાઓ સિરામિક બ્રેઝિંગમાં થતી સમસ્યાઓ જેવી જ છે. ધાતુની તુલનામાં, સોલ્ડરને ગ્રેફાઇટ અને ડાયમંડ પોલીક્રિસ્ટલાઇન સામગ્રીને ભીની કરવી મુશ્કેલ છે, અને તેનો થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક સામાન્ય માળખાકીય સામગ્રી કરતા ખૂબ જ અલગ છે. બંનેને સીધા હવામાં ગરમ ​​કરવામાં આવે છે, અને જ્યારે તાપમાન 400 ℃ કરતાં વધી જાય ત્યારે ઓક્સિડેશન અથવા કાર્બોનાઇઝેશન થશે. તેથી, વેક્યુમ બ્રેઝિંગ અપનાવવું જોઈએ, અને વેક્યુમ ડિગ્રી 10-1pa કરતા ઓછી ન હોવી જોઈએ. કારણ કે બંનેની મજબૂતાઈ વધારે નથી, જો બ્રેઝિંગ દરમિયાન થર્મલ તણાવ હોય, તો તિરાડો પડી શકે છે. થર્મલ વિસ્તરણના ઓછા ગુણાંક સાથે બ્રેઝિંગ ફિલર મેટલ પસંદ કરવાનો પ્રયાસ કરો અને ઠંડક દરને સખત રીતે નિયંત્રિત કરો. સામાન્ય બ્રેઝિંગ ફિલર ધાતુઓ દ્વારા આવી સામગ્રીની સપાટીને ભીની કરવી સરળ ન હોવાથી, બ્રેઝિંગ પહેલાં સપાટીમાં ફેરફાર (વેક્યુમ કોટિંગ, આયન સ્પટરિંગ, પ્લાઝ્મા સ્પ્રેઇંગ અને અન્ય પદ્ધતિઓ) દ્વારા ગ્રેફાઇટ અને ડાયમંડ પોલીક્રિસ્ટલાઇન સામગ્રીની સપાટી પર 2.5 ~ 12.5um જાડાઈ W, Mo અને અન્ય તત્વોનો સ્તર જમા કરી શકાય છે અને તેમની સાથે અનુરૂપ કાર્બાઇડ બનાવી શકાય છે, અથવા ઉચ્ચ પ્રવૃત્તિ બ્રેઝિંગ ફિલર ધાતુઓનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.

ગ્રેફાઇટ અને હીરામાં ઘણા ગ્રેડ હોય છે, જે કણોના કદ, ઘનતા, શુદ્ધતા અને અન્ય પાસાઓમાં ભિન્ન હોય છે, અને બ્રેઝિંગ લાક્ષણિકતાઓમાં પણ ભિન્નતા હોય છે. વધુમાં, જો પોલીક્રિસ્ટલાઇન હીરા સામગ્રીનું તાપમાન 1000 ℃ કરતાં વધી જાય, તો પોલીક્રિસ્ટલાઇન વસ્ત્રોનો ગુણોત્તર ઘટવાનું શરૂ થાય છે, અને જ્યારે તાપમાન 1200 ℃ કરતાં વધી જાય ત્યારે વસ્ત્રોનો ગુણોત્તર 50% થી વધુ ઘટે છે. તેથી, જ્યારે વેક્યુમ બ્રેઝિંગ હીરા હોય, ત્યારે બ્રેઝિંગ તાપમાન 1200 ℃ ની નીચે નિયંત્રિત હોવું જોઈએ, અને વેક્યુમ ડિગ્રી 5 × 10-2Pa કરતા ઓછી ન હોવી જોઈએ.

(2) બ્રેઝિંગ ફિલર મેટલની પસંદગી મુખ્યત્વે ઉપયોગ અને સપાટી પ્રક્રિયા પર આધારિત છે. ગરમી-પ્રતિરોધક સામગ્રી તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતી વખતે, ઉચ્ચ બ્રેઝિંગ તાપમાન અને સારી ગરમી પ્રતિકાર ધરાવતી બ્રેઝિંગ ફિલર મેટલ પસંદ કરવામાં આવશે; રાસાયણિક કાટ-પ્રતિરોધક સામગ્રી માટે, ઓછા બ્રેઝિંગ તાપમાન અને સારા કાટ પ્રતિકાર ધરાવતી બ્રેઝિંગ ફિલર મેટલ્સ પસંદ કરવામાં આવે છે. સપાટી મેટલાઇઝેશન ટ્રીટમેન્ટ પછી ગ્રેફાઇટ માટે, ઉચ્ચ નમ્રતા અને સારા કાટ પ્રતિકાર સાથે શુદ્ધ કોપર સોલ્ડરનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. ચાંદી આધારિત અને કોપર આધારિત સક્રિય સોલ્ડરમાં ગ્રેફાઇટ અને હીરા માટે સારી ભીનાશ અને પ્રવાહીતા હોય છે, પરંતુ બ્રેઝ્ડ સાંધાનું સેવા તાપમાન 400 ℃ થી વધુ હોવું મુશ્કેલ છે. 400 ℃ અને 800 ℃ વચ્ચે વપરાતા ગ્રેફાઇટ ઘટકો અને હીરાના સાધનો માટે, સામાન્ય રીતે ગોલ્ડ બેઝ, પેલેડિયમ બેઝ, મેંગેનીઝ બેઝ અથવા ટાઇટેનિયમ બેઝ ફિલર મેટલ્સનો ઉપયોગ થાય છે. 800 ℃ અને 1000 ℃ વચ્ચે વપરાતા સાંધા માટે, નિકલ આધારિત અથવા ડ્રિલ આધારિત ફિલર મેટલ્સનો ઉપયોગ કરવામાં આવશે. જ્યારે ગ્રેફાઇટ ઘટકોનો ઉપયોગ 1000 ℃ થી ઉપર કરવામાં આવે છે, ત્યારે શુદ્ધ ધાતુ ફિલર ધાતુઓ (Ni, PD, Ti) અથવા મોલિબ્ડેનમ, Mo, Ta અને કાર્બન સાથે કાર્બાઇડ બનાવી શકે તેવા અન્ય તત્વો ધરાવતી એલોય ફિલર ધાતુઓનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.

સપાટીની સારવાર વિના ગ્રેફાઇટ અથવા હીરા માટે, કોષ્ટક 16 માં દર્શાવેલ સક્રિય ફિલર ધાતુઓનો ઉપયોગ ડાયરેક્ટ બ્રેઝિંગ માટે કરી શકાય છે. આમાંની મોટાભાગની ફિલર ધાતુઓ ટાઇટેનિયમ આધારિત દ્વિસંગી અથવા ટર્નરી એલોય છે. શુદ્ધ ટાઇટેનિયમ ગ્રેફાઇટ સાથે મજબૂત પ્રતિક્રિયા આપે છે, જે ખૂબ જાડા કાર્બાઇડ સ્તર બનાવી શકે છે, અને તેનો રેખીય વિસ્તરણ ગુણાંક ગ્રેફાઇટ કરતા તદ્દન અલગ છે, જે તિરાડો ઉત્પન્ન કરવા માટે સરળ છે, તેથી તેનો ઉપયોગ સોલ્ડર તરીકે કરી શકાતો નથી. Ti માં Cr અને Ni ઉમેરવાથી ગલનબિંદુ ઘટાડી શકાય છે અને સિરામિક્સ સાથે ભીનાશમાં સુધારો થઈ શકે છે. Ti એ એક ટર્નરી એલોય છે, જે મુખ્યત્વે Ti Zr થી બનેલું છે, જેમાં TA, Nb અને અન્ય તત્વોનો ઉમેરો થાય છે. તેમાં રેખીય વિસ્તરણનો ઓછો ગુણાંક છે, જે બ્રેઝિંગ તણાવ ઘટાડી શકે છે. મુખ્યત્વે Ti Cu થી બનેલું ટર્નરી એલોય ગ્રેફાઇટ અને સ્ટીલના બ્રેઝિંગ માટે યોગ્ય છે, અને સાંધામાં ઉચ્ચ કાટ પ્રતિકાર છે.

કોષ્ટક 16 ગ્રેફાઇટ અને હીરાના સીધા બ્રેઝિંગ માટે બ્રેઝિંગ ફિલર ધાતુઓ

(૩) બ્રેઝિંગ પ્રક્રિયા ગ્રેફાઇટની બ્રેઝિંગ પદ્ધતિઓને બે શ્રેણીઓમાં વિભાજિત કરી શકાય છે, એક સપાટીના ધાતુકરણ પછી બ્રેઝિંગ છે, અને બીજી સપાટીની સારવાર વિના બ્રેઝિંગ છે. કોઈપણ પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવે તે મહત્વનું નથી, વેલ્ડમેન્ટને એસેમ્બલી પહેલાં પ્રીટ્રીટ કરવામાં આવશે, અને ગ્રેફાઇટ સામગ્રીના સપાટીના દૂષકોને આલ્કોહોલ અથવા એસીટોનથી સાફ કરવામાં આવશે. સપાટીના ધાતુકરણ બ્રેઝિંગના કિસ્સામાં, પ્લાઝ્મા સ્પ્રેઇંગ દ્વારા ગ્રેફાઇટ સપાટી પર Ni, Cu અથવા Ti, Zr અથવા મોલિબ્ડેનમ ડિસિલિસાઇડનો એક સ્તર પ્લેટેડ કરવામાં આવશે, અને પછી બ્રેઝિંગ માટે કોપર આધારિત ફિલર મેટલ અથવા સિલ્વર આધારિત ફિલર મેટલનો ઉપયોગ કરવામાં આવશે. સક્રિય સોલ્ડર સાથે ડાયરેક્ટ બ્રેઝિંગ હાલમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી પદ્ધતિ છે. કોષ્ટક 16 માં આપેલા સોલ્ડર અનુસાર બ્રેઝિંગ તાપમાન પસંદ કરી શકાય છે. સોલ્ડરને બ્રેઝ્ડ સાંધાની મધ્યમાં અથવા એક છેડાની નજીક ક્લેમ્પ કરી શકાય છે. થર્મલ વિસ્તરણના મોટા ગુણાંક સાથે ધાતુ સાથે બ્રેઝિંગ કરતી વખતે, ચોક્કસ જાડાઈવાળા Mo અથવા Ti નો ઉપયોગ મધ્યવર્તી બફર સ્તર તરીકે કરી શકાય છે. સંક્રમણ સ્તર બ્રેઝિંગ હીટિંગ દરમિયાન પ્લાસ્ટિક વિકૃતિ ઉત્પન્ન કરી શકે છે, થર્મલ તણાવ શોષી શકે છે અને ગ્રેફાઇટ ક્રેકીંગ ટાળી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ગ્રેફાઇટ અને હેસ્ટેલોઈન ઘટકોના વેક્યુમ બ્રેઝિંગ માટે ટ્રાન્ઝિશન જોઈન્ટ તરીકે Mo નો ઉપયોગ થાય છે. પીગળેલા મીઠાના કાટ અને કિરણોત્સર્ગ સામે સારી પ્રતિકારકતા ધરાવતા B-pd60ni35cr5 સોલ્ડરનો ઉપયોગ થાય છે. બ્રેઝિંગ તાપમાન 1260 ℃ છે અને તાપમાન 10 મિનિટ માટે રાખવામાં આવે છે.

કુદરતી હીરાને b-ag68.8cu16.7ti4.5, b-ag66cu26ti8 અને અન્ય સક્રિય સોલ્ડર વડે સીધા બ્રેઝ કરી શકાય છે. બ્રેઝિંગ વેક્યુમ અથવા ઓછા આર્ગોન સુરક્ષા હેઠળ હાથ ધરવામાં આવવું જોઈએ. બ્રેઝિંગ તાપમાન 850 ℃ થી વધુ ન હોવું જોઈએ, અને ઝડપી ગરમી દર પસંદ કરવો જોઈએ. ઇન્ટરફેસ પર સતત ટિક સ્તરની રચના ટાળવા માટે બ્રેઝિંગ તાપમાન પર હોલ્ડિંગ સમય ખૂબ લાંબો (સામાન્ય રીતે લગભગ 10 સે) ન હોવો જોઈએ. હીરા અને એલોય સ્ટીલને બ્રેઝ કરતી વખતે, વધુ પડતા થર્મલ તાણને કારણે હીરાના દાણાને થતા નુકસાનને રોકવા માટે સંક્રમણ માટે પ્લાસ્ટિક ઇન્ટરલેયર અથવા લો એક્સપાન્શન એલોય સ્તર ઉમેરવું જોઈએ. અલ્ટ્રા પ્રિસિઝન મશીનિંગ માટે ટર્નિંગ ટૂલ અથવા બોરિંગ ટૂલ બ્રેઝિંગ પ્રક્રિયા દ્વારા બનાવવામાં આવે છે, જે સ્ટીલ બોડી પર 20 ~ 100mg નાના કણ હીરાને બ્રેઝ કરે છે, અને બ્રેઝિંગ સાંધાની સંયુક્ત શક્તિ 200 ~ 250mpa સુધી પહોંચે છે.

પોલીક્રિસ્ટલાઇન ડાયમંડને જ્યોત, ઉચ્ચ આવર્તન અથવા શૂન્યાવકાશ દ્વારા બ્રેઝ કરી શકાય છે. ડાયમંડ ગોળાકાર કરવત બ્લેડ કાપતી ધાતુ અથવા પથ્થર માટે ઉચ્ચ આવર્તન બ્રેઝિંગ અથવા ફ્લેમ બ્રેઝિંગ અપનાવવામાં આવશે. નીચા ગલનબિંદુ સાથે Ag Cu Ti સક્રિય બ્રેઝિંગ ફિલર મેટલ પસંદ કરવામાં આવશે. બ્રેઝિંગ તાપમાન 850 ℃ ની નીચે નિયંત્રિત કરવામાં આવશે, ગરમીનો સમય ખૂબ લાંબો ન હોવો જોઈએ, અને ધીમો ઠંડક દર અપનાવવામાં આવશે. પેટ્રોલિયમ અને ભૂસ્તરશાસ્ત્રીય ડ્રિલિંગમાં ઉપયોગમાં લેવાતા પોલીક્રિસ્ટલાઇન ડાયમંડ બિટ્સમાં નબળી કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓ હોય છે અને તે ભારે અસર લોડ સહન કરે છે. નિકલ આધારિત બ્રેઝિંગ ફિલર મેટલ પસંદ કરી શકાય છે અને શુદ્ધ કોપર ફોઇલનો ઉપયોગ વેક્યુમ બ્રેઝિંગ માટે ઇન્ટરલેયર તરીકે કરી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, 350 ~ 400 કેપ્સ્યુલ્સ Ф 4.5 ~ 4.5mm સ્તંભાકાર પોલીક્રિસ્ટલાઇન ડાયમંડને કટીંગ દાંત બનાવવા માટે 35CrMo અથવા 40CrNiMo સ્ટીલના છિદ્રોમાં બ્રેઝ કરવામાં આવે છે. વેક્યુમ બ્રેઝિંગ અપનાવવામાં આવે છે, અને વેક્યુમ ડિગ્રી 5 × 10-2Pa કરતા ઓછી નથી, બ્રેઝિંગ તાપમાન 1020 ± 5 ℃ છે, હોલ્ડિંગ સમય 20 ± 2 મિનિટ છે, અને બ્રેઝિંગ જોઈન્ટની શીયર સ્ટ્રેન્થ 200mpa કરતા વધારે છે.

બ્રેઝિંગ દરમિયાન, વેલ્ડમેન્ટના સ્વ-વજનનો ઉપયોગ એસેમ્બલી અને પોઝિશનિંગ માટે શક્ય તેટલો વધુ કરવો જોઈએ જેથી ધાતુનો ભાગ ઉપરના ભાગમાં ગ્રેફાઇટ અથવા પોલીક્રિસ્ટલાઇન સામગ્રીને દબાવી શકે. પોઝિશનિંગ માટે ફિક્સ્ચરનો ઉપયોગ કરતી વખતે, ફિક્સ્ચર સામગ્રી એવી સામગ્રી હોવી જોઈએ જેમાં વેલ્ડમેન્ટની જેમ થર્મલ વિસ્તરણ ગુણાંક હોય.