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PCD真空焊接技術(shù)研究

發(fā)布時(shí)間: 2023-10-07 發(fā)布者:  曼德希新材料

焊接技術(shù)在PCD復(fù)合片的應(yīng)用中不可或缺,真空焊接具有焊接溫度精確、加熱均勻、同時(shí)焊接點(diǎn)數(shù)多、焊后無(wú)需表面處理等優(yōu)點(diǎn)。真空焊接的刀具產(chǎn)品尺寸不能太大,需要必須能放進(jìn)真空爐。同時(shí),刀具材料必須能承受焊接過(guò)程的溫度變化而保持自身的性能不變。真空焊接工藝尤其適合大批量生產(chǎn)的尺寸較小且能整體受熱的PCD刀具,而且一次可以焊接多個(gè)點(diǎn)位,但不適合尺寸較大或者僅能接受局部加熱的PCD產(chǎn)品的焊接加工。

對(duì)于PCD刀具產(chǎn)品,真空焊接工藝可以分為入爐前的準(zhǔn)備工作、爐內(nèi)真空焊接工藝。準(zhǔn)備工作:對(duì)于待真空焊接的PCD刀具產(chǎn)品,選擇合適的真空焊料(通常是焊膏),并正確涂抹到刀片槽上,然后將刀片放置到需要的位置固定,待焊膏固化;爐內(nèi):將處理好的PCD刀具產(chǎn)品放置到真空爐內(nèi),密封、持續(xù)地抽真空,在真空狀態(tài)下按程序進(jìn)行加熱、熔化焊料、完成焊接動(dòng)作、降溫和出爐。真空焊接的目的是讓熔融的焊料在毛細(xì)吸管的作用下,均勻地分布到焊縫的各個(gè)部位,從而達(dá)到理想的焊接效果。

(一)真空焊焊前準(zhǔn)備的影響因素如表1所示。

表1

影響因素

指標(biāo)

結(jié)果

需要選擇合適的焊料

很好的發(fā)生融合反應(yīng)

建議選擇低熔點(diǎn)Ag基焊料

焊接界面粗糙度

Ra:0.7-1.6

表面太光滑影響基體-焊料-刀片之間的擴(kuò)散反應(yīng);表面太粗糙導(dǎo)致焊料流動(dòng)性差

焊縫尺寸

0.05-0.2mm

太大使強(qiáng)度減弱;太小則毛細(xì)作用不夠

刀粒表面狀態(tài)

去除氧化層、污漬等

易造成虛焊

真空度

10-3

太小則影響強(qiáng)度和外觀

最大加熱速率

不造成偏析

加熱速率直接影響效率

(二)工藝條件

當(dāng)溫度在固相線以下時(shí),焊料本身相對(duì)穩(wěn)定,不會(huì)出現(xiàn)軟化、變質(zhì)等問(wèn)題; 當(dāng)溫度高于液相線后,焊料將完全融化,且還保持合金時(shí)的性能;但當(dāng)溫度處于固相線與液相線二者之間時(shí),如果時(shí)間不長(zhǎng),焊料只是處于軟化或部分融化狀態(tài),不會(huì)質(zhì)變;如果長(zhǎng)期處于這個(gè)溫度區(qū)間,會(huì)出現(xiàn)偏析。一旦出現(xiàn)偏析,焊料的性能就會(huì)發(fā)生改變,影響焊接效果。因此在焊接過(guò)程中,要讓溫度快速?gòu)墓滔嗑€升到液相線以上,不讓焊料出現(xiàn)偏析的可能,從而更好地保證焊接質(zhì)量穩(wěn)定。工藝條件如表2所示。

表2

工序名稱(chēng)

作用

說(shuō)明

初期升溫

升溫

根據(jù)設(shè)備條件調(diào)節(jié)快慢,只影響效率

固相線下保溫

讓刀具在安全溫度下保溫,達(dá)到一致

保溫時(shí)間由設(shè)備、裝爐量決定,一般為10-40min

突破液相線

快速越過(guò)危險(xiǎn)溫度區(qū)域

升溫速度越快越好,太慢易造成偏析

液相線上保溫

毛細(xì)作用-焊接

保溫時(shí)間由設(shè)備、裝爐量、焊縫尺寸決定

隨爐降溫

完成焊接

溫度降低后取出,否則易被空氣氧化

在特定溫度范圍內(nèi),釬料潤(rùn)濕性與焊接溫度成正比;同一釬焊溫度下,焊接強(qiáng)度隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)先升高后降低;阻流劑適用于外觀要求高的產(chǎn)品,它能有效防止釬料粘接于非焊接面。

綜上所述,對(duì)于PCD刀具來(lái)說(shuō),采用真空焊接工藝可以有效的排除空氣對(duì)PCD的影響,使刀具保持良好外觀。真空爐中加熱溫度均勻,產(chǎn)品變形小,刀具不容易產(chǎn)生裂紋。在工藝穩(wěn)定的情況下,每爐的產(chǎn)品品質(zhì)一致,尤其適合小尺寸PCD刀具的大批量生產(chǎn)。

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