Лемљење од нерђајућег челика

Лемљење од нерђајућег челика

1. Лемљивост

Примарни проблем код лемљења нерђајућег челика је тај што оксидни филм на површини озбиљно утиче на влажење и ширење лема.Различити нерђајући челици садрже значајну количину Цр, а неки такође садрже Ни, Ти, Мн, Мо, Нб и друге елементе, који на површини могу формирати разне оксиде или чак композитне оксиде.Међу њима, оксиди Цр2О3 и ТиО2 Цр и Ти су прилично стабилни и тешко их је уклонити.Приликом лемљења на ваздуху, за њихово уклањање мора се користити активни флукс;Приликом лемљења у заштитној атмосфери, оксидни филм се може смањити само у атмосфери високе чистоће са ниском тачком росе и довољно високом температуром;Код вакуумског лемљења потребно је имати довољно вакуума и довољну температуру да би се постигао добар ефекат лемљења.

Други проблем лемљења нерђајућег челика је тај што температура загревања има озбиљан утицај на структуру основног метала.Температура загревања лемљења аустенитног нерђајућег челика не сме бити виша од 1150 ℃, иначе ће зрно расти озбиљно;Ако аустенитни нерђајући челик не садржи стабилне елементе Ти или Нб и има висок садржај угљеника, треба избегавати и лемљење унутар температуре осетљивости (500 ~ 850 ℃).Да се ​​спречи смањење отпорности на корозију услед таложења хром карбида.Одабир температуре лемљења за мартензитни нерђајући челик је строжији.Један је да се температура лемљења усклади са температуром гашења, тако да се комбинује процес лемљења са процесом топлотне обраде;Други је да температура лемљења треба да буде нижа од температуре каљења како би се спречило да основни метал омекша током лемљења.Принцип избора температуре лемљења нерђајућег челика који се очвршћава на падавинама је исти као и код мартензитног нерђајућег челика, односно температура лемљења мора одговарати систему топлотне обраде да би се добила најбоља механичка својства.

Поред горња два главна проблема, постоји тенденција пуцања под напоном приликом лемљења аустенитног нерђајућег челика, посебно када се лемљује бакар и цинк пунило.Да би се избегло пуцање напрезања, радни предмет треба да буде растерећен напрезањем и жарен пре лемљења, а радни предмет мора бити равномерно загрејан током лемљења.

2. Материјал за лемљење

(1) У складу са захтевима употребе заварених спојева од нерђајућег челика, најчешће коришћени додаци за лемљење за заварене спојеве од нерђајућег челика укључују додатни метал за лемљење од калајног олова, додатни метал за лемљење на бази сребра, додатни метал за лемљење на бази бакра, додатни метал за лемљење на бази мангана, на бази никла причврсни метал за лемљење и додатни метал за лемљење племенитих метала.

Лимени оловни лем се углавном користи за лемљење нерђајућег челика и погодан је за висок садржај калаја.Што је већи садржај калаја у лему, то је боља његова способност влажења на нерђајућем челику.Чврстоћа на смицање спојева од нерђајућег челика 1Цр18Ни9Ти лемљених са неколико уобичајених оловних калајних лемова наведена је у табели 3. Због мале чврстоће спојева, користе се само за лемљење делова са малом носивошћу.

Табела 3 чврстоћа на смицање споја од нерђајућег челика 1Цр18Ни9Ти залемљеног лименим оловним лемом

Додатни метали на бази сребра су најчешће коришћени додатни метали за лемљење нерђајућег челика.Међу њима, сребрни бакар цинк и сребрни бакар цинк кадмијум пунило се најчешће користи јер температура лемљења има мали утицај на својства основног метала.Снага спојева од нерђајућег челика ИЦр18Ни9Ти лемљених са неколико уобичајених лемова на бази сребра наведена је у табели 4. Спојеви од нерђајућег челика лемљени лемовима на бази сребра ретко се користе у високо корозивним медијима, а радна температура спојева углавном не прелази 300 ℃ .Приликом лемљења нерђајућег челика без никла, како би се спречила корозија лемљеног споја у влажном окружењу, треба користити додатни метал за лемљење са више никла, као што је б-аг50цузнцдни.Приликом лемљења мартензитног нерђајућег челика, како би се спречило омекшавање основног метала, треба користити додатни метал за лемљење са температуром лемљења која не прелази 650 ℃, као што је б-аг40цузнцд.Приликом лемљења нерђајућег челика у заштитној атмосфери, како би се уклонио оксидни филм на површини, може се користити флукс који садржи литијум, као што су б-аг92цули и б-аг72цули.Приликом лемљења нерђајућег челика у вакууму, да би метал за пуњење и даље имао добру квашење када не садржи елементе као што су Зн и ЦД који се лако испаравају, сребрни додатни метал који садржи елементе као што су Мн, Ни и РД може бити изабрани.

Табела 4 чврстоћа споја од нерђајућег челика ИЦр18Ни9Ти лемљених металом за пуњење на бази сребра

Додатни метали за лемљење на бази бакра који се користе за лемљење различитих челика су углавном чисти бакар, бакар никал и бакар манган и кобалт додатни метали за лемљење.Додатни метал за лемљење од чистог бакра се углавном користи за лемљење под заштитом од гаса или вакуумом.Радна температура споја од нерђајућег челика није већа од 400 ℃, али спој има слабу отпорност на оксидацију.Додатни метал за лемљење бакра никла се углавном користи за лемљење пламеном и индукционо лемљење.Чврстоћа лемљеног споја од нерђајућег челика 1Цр18Ни9Ти приказана је у табели 5. Може се видети да спој има исту чврстоћу као и основни метал, а радна температура је висока.Допунски метал за лемљење Цу Мн се углавном користи за лемљење мартензитног нерђајућег челика у заштитној атмосфери.Чврстоћа споја и радна температура су упоредиви са онима залемљеним додатним металом на бази злата.На пример, спој од нерђајућег челика 1Цр13 лемљен б-цу58мнцо лемом има исте перформансе као исти спој од нерђајућег челика лемљен б-ау82ни лемом (погледајте табелу 6), али су трошкови производње знатно смањени.

Табела 5 чврстоћа на смицање споја од нерђајућег челика 1Цр18Ни9Ти залемљеног бакарним основним металом за пуњење на високој температури

Табела 6 чврстоћа на смицање лемљеног споја од нерђајућег челика 1Цр13

Додатни метали за лемљење на бази мангана се углавном користе за лемљење заштићено гасом, а чистоћа гаса мора бити висока.Да би се избегао раст зрна основног метала, треба изабрати одговарајући метал за пуњење лемљења са температуром лемљења нижом од 1150 ℃.Задовољавајући ефекат лемљења може се постићи за спојеве од нерђајућег челика лемљене лемом на бази мангана, као што је приказано у табели 7. Радна температура споја може да достигне 600 ℃.

Табела 7 чврстоћа на смицање споја од нерђајућег челика лцр18ни9фи лемљених додатним металом на бази мангана

Када је нерђајући челик лемљен металом за пуњење на бази никла, спој има добре перформансе при високим температурама.Овај додатни метал се обично користи за лемљење заштићено гасом или вакуумско лемљење.Да би се превазишао проблем да се у лемљеном споју током формирања споја ствара више крхких једињења, што озбиљно смањује чврстоћу и пластичност споја, зазор у споју треба да се минимизира како би се обезбедило да елементи лако формирају крту фазу у лем се у потпуности дифундује у основни метал.Да би се спречила појава раста зрна основног метала услед дугог времена држања на температури лемљења, после заваривања се могу предузети процесне мере краткотрајног држања и дифузионог третмана на нижој температури (у поређењу са температуром лемљења).

Додатни метали за лемљење племенитих метала који се користе за лемљење нерђајућег челика углавном укључују метале за пуњење на бази злата и додатке који садрже паладијум, од којих су најтипичнији б-ау82ни, б-аг54цупд и б-ау82ни, који имају добру способност влажења.Лемљени спој од нерђајућег челика има високу температурну чврстоћу и отпорност на оксидацију, а максимална радна температура може да достигне 800 ℃.Б-аг54цупд има сличне карактеристике као б-ау82ни и његова цена је ниска, па има тенденцију да замени б-ау82ни.

(2) Површина нерђајућег челика у атмосфери флукса и пећи садржи оксиде као што су Цр2О3 и ТиО2, који се могу уклонити само употребом флукса са јаком активношћу.Када се нерђајући челик лемљује калајним оловним лемом, одговарајући флукс је водени раствор фосфорне киселине или раствор хлороводоничне киселине цинк оксида.Време активности воденог раствора фосфорне киселине је кратко, па се мора применити метод лемљења брзог загревања.Фб102, фб103 или фб104 токови се могу користити за лемљење нерђајућег челика са додатним металима на бази сребра.Приликом лемљења нерђајућег челика са додатним металом на бази бакра, користи се фб105 флукс због високе температуре лемљења.

Приликом лемљења нерђајућег челика у пећи, често се користе вакуумска атмосфера или заштитна атмосфера као што су водоник, аргон и амонијак који се распада.Током вакуумског лемљења, вакуумски притисак треба да буде мањи од 10-2Па.Приликом лемљења у заштитној атмосфери, тачка росе гаса не сме бити већа од -40 ℃ Ако чистоћа гаса није довољна или температура лемљења није висока, мала количина гасног флукса за лемљење, као што је бор трифлуорид, може додати атмосфери.

2. Технологија лемљења

Нерђајући челик се мора строжије очистити пре лемљења да би се уклонио масноћа и уљни филм.Боље је лемљење одмах након чишћења.

Лемљење од нерђајућег челика може усвојити методе загревања пламена, индукције и средњег загревања пећи.Пећ за лемљење у пећи мора имати добар систем контроле температуре (одступање температуре лемљења је потребно да буде ± 6 ℃) и може се брзо хладити.Када се водоник користи као заштитни гас за лемљење, захтеви за водоником зависе од температуре лемљења и састава основног метала, односно, што је нижа температура лемљења, то више основни метал садржи стабилизатор, а нижа је роса. потребна је тачка водоника.На пример, за мартензитне нерђајуће челике као што су 1Цр13 и цр17ни2т, приликом лемљења на 1000 ℃, захтева се да тачка росе водоника буде нижа од -40 ℃;За нерђајући челик 18-8 хром никл без стабилизатора, тачка росе водоника треба да буде нижа од 25 ℃ током лемљења на 1150 ℃;Међутим, за стабилизатор од нерђајућег челика 1Цр18Ни9Ти који садржи титанијум, тачка росе водоника мора бити нижа од -40 ℃ приликом лемљења на 1150 ℃.Код лемљења са заштитом од аргона потребно је да чистоћа аргона буде већа.Ако се бакар или никл нанесу на површину нерђајућег челика, захтев за чистоћом заштитног гаса може бити смањен.Да би се обезбедило уклањање оксидног филма на површини нерђајућег челика, може се додати и гасни флукс БФ3, а може се користити и самофлуксни лем који садржи литијум или бор.Приликом вакуумског лемљења нерђајућег челика, захтеви за степен вакуума зависе од температуре лемљења.Са повећањем температуре лемљења, потребан вакуум се може смањити.

Главни процес од нерђајућег челика након лемљења је чишћење заосталог флукса и инхибитора заосталог протока и извођење топлотне обраде након лемљења ако је потребно.У зависности од примењеног флукса и методе лемљења, преостали флукс се може опрати водом, механички или хемијски очишћен.Ако се за чишћење заосталог флукса или оксидног филма у загрејаној области у близини споја користи абразив, користи се песак или друге неметалне фине честице.Делови направљени од мартензитног нерђајућег челика и нерђајућег челика који се очвршћава на падавинама захтевају термичку обраду у складу са посебним захтевима материјала након лемљења.Спојеви од нерђајућег челика лемљени металима за пуњење Ни Цр Б и Ни Цр Си често се третирају дифузионом топлотном обрадом након лемљења како би се смањили захтеви за зазором лемљења и побољшала микроструктура и својства спојева.