(1) Ширетүүнүн мүнөздөмөлөрү Графит жана алмаз поликристаллдык ширетүүдө кездешкен көйгөйлөр керамикалык ширетүүдө кездешкен көйгөйлөргө абдан окшош. Металл менен салыштырганда, ширетүүнү графит жана алмаз поликристаллдык материалдарын нымдоо кыйын, жана анын жылуулук кеңейүү коэффициенти жалпы структуралык материалдардыкынан абдан айырмаланат. Экөө тең түздөн-түз абада ысытылат, жана температура 400 ℃ ашканда кычкылдануу же көмүртектешүү пайда болот. Ошондуктан, вакуумдук ширетүүнү колдонуу керек, жана вакуумдук даража 10-1pa кем болбошу керек. Экөөнүн тең бекемдиги жогору болбогондуктан, ширетүү учурунда жылуулук чыңалуу пайда болсо, жаракалар пайда болушу мүмкүн. Жылуулук кеңейүү коэффициенти төмөн болгон ширетүүчү толтургуч металлды тандап, муздатуу ылдамдыгын катуу көзөмөлдөп көрүңүз. Мындай материалдардын бетин кадимки ширетүүчү толтургуч металлдар менен нымдоо оңой болбогондуктан, графит жана алмаз поликристаллдык материалдарынын бетине ширетүүдөн мурун бетти модификациялоо (вакуумдук каптоо, иондук чачыратуу, плазмалык чачыратуу жана башка ыкмалар) аркылуу 2,5 ~ 12,5 мкм калыңдыктагы W, Mo жана башка элементтердин катмарын чөктүрүүгө жана алар менен тиешелүү карбиддерди түзүүгө болот, же болбосо жогорку активдүүлүктөгү ширетүүчү толтургуч металлдарды колдонсо болот.
Графит менен алмаздын көптөгөн маркалары бар, алар бөлүкчөлөрдүн өлчөмү, тыгыздыгы, тазалыгы жана башка аспектилери боюнча айырмаланат жана ар кандай ширетүү мүнөздөмөлөрүнө ээ. Мындан тышкары, эгерде поликристаллдык алмаз материалдарынын температурасы 1000 ℃ ашса, поликристаллдык эскирүү катышы төмөндөй баштайт жана температура 1200 ℃ ашканда эскирүү катышы 50% дан ашык төмөндөйт. Ошондуктан, алмазды вакуум менен ширетүү учурунда, ширетүү температурасы 1200 ℃ дан төмөн көзөмөлдөнүшү керек жана вакуум даражасы 5 × 10-2Pa дан төмөн болбошу керек.
(2) Ширетүүчү толтургуч металлды тандоо негизинен колдонуу жана беттик иштетүүгө негизделет. Ысыкка чыдамдуу материал катары колдонулганда, жогорку ширетүүчү температурасы жана жакшы ысыкка туруктуулугу бар ширетүүчү толтургуч металл тандалышы керек; Химиялык коррозияга туруктуу материалдар үчүн, төмөнкү ширетүүчү температурасы жана жакшы коррозияга туруктуулугу бар ширетүүчү толтургуч металлдар тандалып алынат. Беттик металлдаштыруудан кийинки графит үчүн жогорку ийкемдүүлүккө жана жакшы коррозияга туруктуулугу бар таза жез ширетүүнү колдонсо болот. Күмүш негизиндеги жана жез негизиндеги активдүү ширетүүчү графитке жана алмазга карата жакшы нымдуулукка жана суюктукка ээ, бирок ширетүүчү муундун иштөө температурасы 400 ℃ ашпайт. 400 ℃ жана 800 ℃ аралыгында колдонулган графит компоненттери жана алмаз шаймандары үчүн адатта алтын негизи, палладий негизи, марганец негизи же титан негизи толтургуч металлдар колдонулат. 800 ℃ жана 1000 ℃ аралыгында колдонулган муундар үчүн никель негизиндеги же бургу негизиндеги толтургуч металлдар колдонулушу керек. Графит компоненттери 1000 ℃ жогору колдонулганда, таза металл толтургуч металлдар (Ni, PD, Ti) же молибден, Mo, Ta жана көмүртек менен карбиддерди пайда кыла турган башка элементтерди камтыган эритме толтургуч металлдар колдонулушу мүмкүн.
Беттик иштетүүсүз графит же алмаз үчүн 16-таблицадагы активдүү толтургуч металлдарды түз ширетүү үчүн колдонсо болот. Бул толтургуч металлдардын көпчүлүгү титан негизиндеги экилик же үчтүк эритмелер болуп саналат. Таза титан графит менен күчтүү реакцияга кирет, ал абдан калың карбид катмарын пайда кылышы мүмкүн жана анын сызыктуу кеңейүү коэффициенти графиттикинен бир топ айырмаланат, ал жаракаларды пайда кылуу оңой, ошондуктан аны ширетүү катары колдонууга болбойт. Tiге Cr жана Ni кошуу эрүү температурасын төмөндөтүп, керамиканын нымдалышын жакшыртат. Ti - бул негизинен Ti Zrден турган, TA, Nb жана башка элементтер кошулган үчтүк эритме. Анын сызыктуу кеңейүү коэффициенти төмөн, бул ширетүү чыңалуусун азайтат. Негизинен Ti Cuдан турган үчтүк эритме графит менен болотту ширетүү үчүн ылайыктуу жана муун жогорку коррозияга туруктуулукка ээ.
16-таблица Графит менен алмазды түз ширетүү үчүн толтуруучу металлдарды ширетүү
(3) Ширетүү процессинде графиттин ширетүү ыкмаларын эки категорияга бөлүүгө болот, бири - беттик металлдаштырылгандан кийин ширетүү, экинчиси - беттик иштетилбестен ширетүү. Кайсы ыкма колдонулбасын, ширетүүчү жер чогултуудан мурун алдын ала иштетилип, графит материалдарынын беттик булгоочу заттары спирт же ацетон менен аарчылат. Беттик металлдаштырылган ширетүүдө графиттин бетине плазма чачыратуу менен Ni, Cu катмары же Ti, Zr же молибден дисиликидинин катмары чачылат, андан кийин ширетүү үчүн жез негизиндеги толтургуч металл же күмүш негизиндеги толтургуч металл колдонулат. Учурда активдүү ширетүү менен түз ширетүү эң кеңири колдонулган ыкма болуп саналат. Ширетүү температурасын 16-таблицада берилген ширетүүгө ылайык тандоого болот. Ширетүүнү ширетилген муундун ортосуна же бир учуна жакын кысууга болот. Термикалык кеңейүү коэффициенти чоң болгон металл менен ширетүүдө, белгилүү бир калыңдыктагы Mo же Ti ортоңку буфер катмары катары колдонулушу мүмкүн. Өткөөл катмар ширетүү ысытуу учурунда пластикалык деформацияны пайда кылып, жылуулук чыңалуусун сиңирип, графиттин жарака кетишинен сактай алат. Мисалы, Mo графит жана хастеллойн компоненттерин вакуумдук ширетүү үчүн өткөөл муун катары колдонулат. Эриген туздун коррозиясына жана нурланууга жакшы туруктуулугу бар B-pd60ni35cr5 ширетүүсү колдонулат. Ширетүү температурасы 1260 ℃ жана температура 10 мүнөт кармалат.
Табигый алмазды b-ag68.8cu16.7ti4.5, b-ag66cu26ti8 жана башка активдүү ширеткичтер менен түздөн-түз ширетүүгө болот. Ширетүү вакуумда же аз аргон коргоосунда жүргүзүлүшү керек. Ширетүү температурасы 850 ℃ ашпашы керек жана тезирээк ысытуу ылдамдыгын тандоо керек. Ширетүү температурасында кармоо убактысы өтө узун болбошу керек (жалпысынан 10 секунддай). Алмазды жана эритме болотту ширетүүдө, ашыкча жылуулук стрессинен улам алмаз бүртүкчөлөрүнүн бузулушун алдын алуу үчүн өтүү үчүн пластикалык катмар же аз кеңейүүчү эритме катмарын кошуу керек. Өтө так иштетүү үчүн токарлык куралы же бургулоочу курал ширетүү процесси менен жасалат, ал болот корпусуна 20 ~ 100 мг кичинекей бөлүкчөлүү алмазды ширетет жана ширетүүчү муундун муунунун бекемдиги 200 ~ 250mPaга жетет.
Поликристаллдык алмаз жалын, жогорку жыштыктагы же вакуум менен ширетилиши мүмкүн. Алмаз тегерек араа мизи менен металлды же ташты кесүү үчүн жогорку жыштыктагы ширетүү же жалын менен ширетүү колдонулушу керек. Эрүү температурасы төмөн болгон Ag Cu Ti активдүү ширетүүчү толтургуч металл тандалышы керек. Ширетүү температурасы 850 ℃ төмөн болушу керек, ысытуу убактысы өтө узак болбошу керек жана муздатуу ылдамдыгы жай болушу керек. Мунай жана геологиялык бургулоодо колдонулган поликристаллдык алмаз учтары начар иштөө шарттарына ээ жана чоң сокку жүктөмүн көтөрөт. Никель негизиндеги ширетүүчү толтургуч металлды тандап алса болот жана вакуум менен ширетүү үчүн аралык катмар катары таза жез фольганы колдонсо болот. Мисалы, кесүүчү тиштерди түзүү үчүн 350 ~ 400 капсула Ф 4.5 ~ 4.5 мм мамычалуу поликристаллдык алмаз 35CrMo же 40CrNiMo болоттун тешиктерине ширетилет. Вакуумдук ширетүү колдонулат, жана вакуумдук даража 5 × 10-2Па кем эмес, ширетүү температурасы 1020 ± 5 ℃, кармоо убактысы 20 ± 2 мүнөт, ал эми ширетүү муунунун кесүү күчү 200 мПадан жогору.
Ширетүү учурунда, металл бөлүктүн үстүнкү бөлүгүндөгү графит же поликристаллдык материалды басышы үчүн ширетүүчү материалдын өздүк салмагы мүмкүн болушунча чогултуу жана жайгаштыруу үчүн колдонулушу керек. Жайгаштыруу үчүн арматураны колдонгондо, арматуранын материалы ширетүүчү материалдыкына окшош жылуулук кеңейүү коэффициентине ээ материал болушу керек.
Жарыяланган убактысы: 2022-жылдын 13-июну