PCD高周波溶接技術に関する研究

Published: 2020-07-28 ソース: Funik

PCD工具の溶接技術は、その使用において重要な役割を果たします。高周波溶接とは、電磁誘導の原理を利用して、電磁気エネルギーをろう材と工作物の中で熱エネルギーに変換し、ろう材を溶融状態に加熱して工作物同士を溶接する溶接方法です。高周波溶接の利点は、迅速に加熱できるため、工作物の寸法精度が確保でき、設備投資が少なく、ろう付けプロセスを把握しやすいことです。

PCD工具の溶接中の注意事項は以下の通りです:

1.熱安定性

PCDは大気圧で準安定であり、PCD工具のろう付け臨界温度は約750℃であり、この温度では、ダイヤモンドがコバルトによって反触媒されてグラファイトになる速度が高くなります。実験データは、正確な臨界ろう付け温度がPCDのタイプに依存することを示し、通常の場合では、ダイヤモンドの粒度が小さくなると、ろう付けの臨界温度は低くなります。

2. 熱膨張係数

PCDの材料層は脆性材料であり、材料層と刃本体材料の熱膨張係数の差が大きすぎると内部応力が発生し、ろう付け不良が発生する場合があります。

材料

初期径/mm

730℃での直径/ mm

PCD

10

10.00317

WC-6%Co

10

10.00425

WC-12%Co

10

10.00477

ステンレス17-4 PH

10

10.00788

ステンレス

10

10.01256

ステンレス

10

10.01299

3. 刃溝の設計

カッターヘッドがカッターボディから突き出る場合は、カッターヘッドの溶接プロセスでの亀裂を回避するために、突き出る長さを100μm以下に提案します。

4. 溶接面積

ろう付け工具に対しては、チップが切断負荷に耐えられるように、溶接面積(mm2)> 100 * f * apにすることを提案します。

5. 半田

PCD工具の高周波溶接中の温度は、ダイヤモンド層の黒鉛化によってダイヤモンド層に熱損傷が発生し、PCDツールの表面品質に影響を及ぼし、耐用年数が短くなることを回避するために720°Cを超えないようにする必要があります。したがって、PCD工具を溶接する場合は、一般に低温のAg基のはんだを使用することを提案し、溶融温度は約680〜705°C、作業温度は約690°C、せん断強度は250〜300 MPaです。

6. フラックス

フラックスは、硬質合金の表面にある酸化物を除去し、加熱中に硬質合金が酸化するのを防ぐことができ、はんだのより良い浸潤に寄与します。フラックスの動作温度は、はんだの動作温度と同じにすることを提案し、フラックスの初期動作温度は、はんだの初期動作温度よりも低くて、たとえば、はんだの融点は680〜705℃、フラックスの動作温度は650〜750℃です。

7. ろう付け保温時間

比較的一定の温度が比較的低いろう付け温度に維持されている場合でも、ダイヤモンド層は比較的厳しい熱損傷を受けます。ろう付恒温時間の増加に伴い、ダイヤモンド表面のコバルトとその酸化物が徐々に増加し、恒温時間が60秒に延長されると、酸化によるしわや黒点がダイヤモンド結晶粒に現れ、ダイヤモンド層の熱損傷が激化します 。 熱損傷はダイヤモンド層の表面の平坦性に影響を与え、工具のすくい面の摩擦係数を増加させ、さらに工具の寿命を短縮し、工作物の表面品質に影響を与えます。したがって、ろう付け強度を確保しながら、PCD工具の高周波誘導ろう付けプロセスでは、PCD工具の性能を保証するために、比較的短い定温時間を使用する必要があります。

8.インターフェースの粗さ

界面の粗さは、はんだ浸潤性に大きな影響を与え、界面のはんだ濡れ性の順番は、研磨面>研削面>微細ブラスト面>粗ブラスト面となります。溶接面の粗さが小さければ小さいほど、はんだの流動抵抗が小さくなり、繰り広げがより十分になり、母材を濡らす効果がより良いです。

要約すると、PCD高周波ろう付けの品質に影響を与える主な要因は、はんだの種類、ろう付け温度、ろう付け保温プロセスなどであり、実際の応用過程では、高品質の溶接工具を得るために、さまざまなPCDブランドに応じて溶接プロセスを決定する必要があります。

 

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