Способ пайки твердосплавного инструмента

 

Изобретение относится к технологии изготовления стальных и твердосплавных изделий с применением пайки, например металлорежущего и бурового инструмента. Цель - повышение прочности паяного соединения. В процессе натирания припоя паяемую поверхность смачивают активирующей жидкостью на водной основе и в зону натирания вводят смесь порошков припоя и флюса. В состав активирующей жидкости включают 1-3 г/л полиакриламида, 50-100 г/л глицерина и 20-50 г/л хлористого цинка. При этом используют смесь порошков припоя и флюса с размером частиц 50-100 мкм. Способ позволяет механизировать операции подготовки к пайке, обеспечивает высокую производительность и не требует применения сложного оборудования и токсичных веществ. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 В 23 К 1 20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4317196/25-27 (22) 14.09.87 (46) 23.05.89. Бюл. № 19 (71) Львовский завод искусственных алмазов и алмазного инструмента (72) И. Н. Тороповский, В, А. Юрколов и В. А. Манжар (53) 621.791.3 (088.8) (56) Лашко Н. Ф., Лашко-Авакян С. В. Пайка металлов. М., 1959, с. 257. (54) СПОСОБ ПА! 1КИ ТВЕРДОСПЛАВНОГО ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к технологии изготовления стальных и твердосплавных изделий с применением пайки, например меИзобретение относится к технологии изготовления с применением пайки стальных и твердосплавных изделий, например металлорежущего и бурового инструмента, и может быть использовано на предприятиях машиностроения и станкоинструментальной промышленности.

Целью изобретения является интенсификация и совмещение абразивно-химической очистки и натирания припоя в одном процессе, уменьшение дефектности и повышение прочности паяного шва.

В процессе натирания припоя паяемую поверхность смачивают активирующей жидкостью на водной основе, а в зону натирания вводят смесь порошков припоя и флюса. Активирующая жидкость содержит, г/л:

Водный раствор полиакриламида 1 — 3

Глицерин 50 — 100

Хлористый цинк 20 — 50

Используют смесь порошков припоя и флюса с размером частиц 50 — 100 мкм.

„„SU„„1480987 А 1

2 таллорежущего и бурового инструмента.

Цель — повышение прочности паяного соединения. В процессе натирания припоя паяемую поверхность смачивают активирующей жидкостью на водной основе и в зону натирания вводят смесь порошков припоя и флюса. В состав активирующей жидкости включают 1 — 3 г/л полиакриламида, 50—

100 г/л глицерина и 20 — 50 г/л хлористого цинка. При этом используют смесь порошков припоя и флюса с размером частиц

50 — 100 мкм. Способ позволяет механизировать операции подготовки к пайке, обеспечивает высокую производительность и не требует применения сложного оборудования и токсичных веществ. 2 з. п. ф-лы, 1 табл.

При натирании происходит механоде- С струкция молекул глицерина, что приводит к образованию активных продуктов, которые в сочетании с хлористым цинком химически воздействуют на окисные пленки, облегчая и ускоряя их механическое разрушение абразивными частицами флюса и припоя. Этозначительно интенсифицирует процесс очист- CO ки поверхности от окисных пленок. Ж

Так как в зоне трения имеются очищен- Q() ные от окислов частицы припоя, происходит их схватывание с вновь образованной свободной поверхностью непосредственно в момент ее образования и на поверхности возникает прочно сцепленная припоем пленка покрытия.

Полиакриламид, являясь высокомолекулярным поверхностно-активным веществом (ПАВ), стабилизирует мелкодисперсные частицы окислов (как показывает микроскопическое исследование, их размер не превышает 10 мкм) в растворе, не давая им осаждаться на поверхности и включаться в покрытие. Таким образом, мелкодисперсные за1480987 грязнения вымываются из зоны обработки, в то время как более крупнодисперсные частицы припоя и флюса размером 50—

100 мкм беспрепятственно взаимодействуют с поверхностью. Флюс, включающийся в состав покрытия, улучшает качество паяного шва, так как, испаряясь в процессе пайки, способствует быстрому и надежному растеканию припоя. Все описанные факторы в совокупности обеспечивают образование прочного и бездефектного шва.

Данный способ может осуществляться вручную или механизированным способом.

Пример. В процессе изготовления алмазно-твердосплавных резцов производят пайку двухслойных алмазно-твердосплавных пластин к твердосплавным державкам индукционным методом припоем ЛНКоМп49-9-0,2-0,2 с флюсом Ф 100.

Подготовку к пайке производят с помощью шлифовального станка КШ-10. Латунный диск шлифовальника станка смачивают активизирующей жидкостью и наносят на него испытуемую смесь порошков припоя ЛНКоМц 49-9-0,2-0,2 и флюса Ф 100 в соотношении 1:1. Кассету с алмазнотвердосплавными пластинами и державками, помещенными паяемой поверхностью вниз, прижимают к латунному диску шлифовальника и приводят во вращение относительно шлифовальника. Добавляя в зону обработки активизирующую жидкость, производят обработку.

Подготовленные алмазно-твердосплавные пластины и державки с нанесенной на них пленкой припоя спаивают в установке индукционной пайки с использованием припоя

ЛНКоМц 49-9-0,2-0,2 и флюса Ф 100.

Испытание дефектности паяных швов проводят с помощью ультразвукового дефектоскопа УД11ПУ, сопоставляя величину сигнала (в условных делениях шкалы) от паяного шва с величиной сигнала от искусственного дефекта (непропая) .

Прочность паяного шва определяют путем проведения испытаний на срез, оценивая величину усилия среза по шву и относя его к площади поперечного сечения шва.

В таблице приведены результаты, полученные в соответствии с примерами осуществления предлагаемого способа.

Таким образом, наилучшее качество пленки, наименьшая дефектность (3 условных деления) и наибольшая прочность паяного шва на срез (360 МН/м ) при минимальном времени обработки достигается на режимах пайки с использованием абразивнохимической очистки поверхности с натиранием припоя при использовании припоя

Формула изобретения

1. Способ пайки твердосплавного инструмента, включающий абразивную очистку паяемой поверхности и нанесение припоя натиранием, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности паяного соединения, в процессе натирания припоя паяемую поверхность смачивают активирующей жидкостью на водной основе, а в порошок припоя вводят порошок флюса.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что активирующая жидкость содержит, г/л:

Водный раствор полиакриламида 1 — 3

Глицерин 50 — 150

Хлористый цинк 20 — 50

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что порошки припоя и флюса берут с размером частиц 50 — 100 мкм.

ЛНКоМц 49-9-0,2-0,2 и флюса Ф 100 в соотношении 1:1 зернистостью 50 — 100 мкм, а также активирующей жидкости состава, г/л:

5 Полиакриламид 1 — 3

Глицерин 50 — 150

Хлористый цинк 20 — 50

При использовании предлагаемого способа пайки по сравнени.о с прототипом достигается уменьшение дефектности шва в

2 — 2,5 раза, повышение прочности шва на срез в 1,6 — 1,8 раза.

При использовании припоя и флюса с размером частиц за пределами предлагаемого диапазона значительно возрастает де15 фектность и уменьшается прочность шва, что связано с изменением условий взаимодействия активирующей жидкости с частицами припоя и флюса. Частицы меньших размеров флокулируются активирующей жидкостью, образуя сгустки, препятствующие обработке, частицы больших размеров обладают меньшей поверхностью, что снижает интенсивность обработки и увеличивает пористость пленки. Уменьшение концентрации компонентов жидкости ниже ниж25 него предела снижает интенсивность и качество очистки, качество пленки и ухудшает свойства шва. Превышение концентраций компонентов нецелесообразно в связи с тем, что не способствует улуч шению свойств шва.

Предлагаемый способ дает возможность механизировать операции подготовки к пайке, характеризуется высокой производительностью и простотой, не требует применения сложного оборудования и токсичных веществ.

1480987

Состав акДефектПрочность

Время до появлеВизуальная ха рактеристика пленки

Характеристика режима пайки

Состав и зернистость

При мер ность, условные детивирующей жидкос ти, г/л на,срез, MH/ма смеси порош ков ния ления шкалы пленки,ми

Припой ЛНКоМц

49-9-0,2-0,2

Флюс Ф 100 в

1 Абразивно-химическая очистка поверхности с натиранием припоя соотношении

1:1, зернистость 50 мкм и м

363

3 Светлая, цвета 3 припоя, блестящая и

360

3 Светлая, цвета 3 припоя, матовая, пористая

Зернистость

150 мкм

2 Темная, порис- 6 тая

205

Зернистость

20 мкм

Составитель Л. Абросимова

Редактор С. Пекарь Текред И. Верес Корректор Л. Пилипенко

Заказ 2б! 5/1! Тираж 895 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 l3035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, IOI

Полиакриламид 0,8

Глицерин

40,0

Хлористый цинк 15,0

Полиакриламид 1,0

Глицерин

50 0

Хлористый цинк 20,0

Полиалкиламид 2„0

Глицерин

Хлористый цинк 40

Полиакриламид 3,0

Глицерин

150,0

Хлористый цинк 50,0

7 Светлая цвета 4 5 267 припоя, матовая,пористая

5 Светлая, цвета 4,0 309 припоя, полублестящая