Mematri baja tahan karat

Mematri baja tahan karat

1. Kemampuan brazeabilitas

Masalah utama dalam mematri stainless steel adalah bahwa film oksida di permukaan sangat mempengaruhi pembasahan dan penyebaran solder.Berbagai baja tahan karat mengandung sejumlah besar Cr, dan beberapa juga mengandung Ni, Ti, Mn, Mo, Nb dan elemen lainnya, yang dapat membentuk berbagai oksida atau bahkan oksida komposit di permukaan.Diantaranya, oksida Cr2O3 dan TiO2 dari Cr dan Ti cukup stabil dan sulit dihilangkan.Saat mematri di udara, fluks aktif harus digunakan untuk menghilangkannya;Saat mematri di atmosfer pelindung, film oksida hanya dapat dikurangi di atmosfer dengan kemurnian tinggi dengan titik embun rendah dan suhu yang cukup tinggi;Dalam mematri vakum, perlu memiliki vakum yang cukup dan suhu yang cukup untuk mencapai efek mematri yang baik.

Masalah lain dari mematri stainless steel adalah bahwa suhu pemanasan memiliki efek serius pada struktur logam dasar.Suhu pemanasan mematri baja tahan karat austenitik tidak boleh lebih tinggi dari 1150 , jika tidak, biji-bijian akan tumbuh dengan serius;Jika baja tahan karat austenitik tidak mengandung elemen stabil Ti atau Nb dan memiliki kandungan karbon tinggi, mematri dalam suhu sensitisasi (500 ~ 850 ) juga harus dihindari.Untuk mencegah penurunan ketahanan korosi akibat pengendapan kromium karbida.Pemilihan suhu mematri untuk baja tahan karat martensit lebih ketat.Salah satunya adalah untuk mencocokkan suhu mematri dengan suhu pendinginan, sehingga menggabungkan proses mematri dengan proses perlakuan panas;Yang lainnya adalah bahwa suhu mematri harus lebih rendah dari suhu temper untuk mencegah logam dasar melunak selama mematri.Prinsip pemilihan suhu mematri baja tahan karat pengerasan presipitasi sama dengan baja tahan karat martensit, yaitu, suhu mematri harus sesuai dengan sistem perlakuan panas untuk mendapatkan sifat mekanik terbaik.

Selain dua masalah utama di atas, ada kecenderungan retak tegangan saat mematri baja tahan karat austenitik, terutama saat mematri dengan logam pengisi seng tembaga.Untuk menghindari retak tegangan, benda kerja harus dianil bebas tegangan sebelum mematri, dan benda kerja harus dipanaskan secara merata selama mematri.

2. Bahan mematri

(1) Menurut persyaratan penggunaan pengelasan baja tahan karat, logam pengisi mematri yang umum digunakan untuk pengelasan baja tahan karat termasuk logam pengisi mematri Timbal Timbal, logam pengisi mematri berbasis perak, logam pengisi mematri berbasis tembaga, logam pengisi mematri berbasis mangan, berbasis nikel mematri logam pengisi dan logam mulia mematri logam pengisi.

Solder timah timah terutama digunakan untuk penyolderan baja tahan karat, dan sangat cocok untuk memiliki kandungan timah yang tinggi.Semakin tinggi kandungan timah solder, semakin baik keterbasahannya pada baja tahan karat.Kekuatan geser sambungan baja tahan karat 1Cr18Ni9Ti yang dibrazing dengan beberapa solder timah biasa tercantum dalam Tabel 3. Karena kekuatan sambungan yang rendah, sambungan ini hanya digunakan untuk bagian mematri dengan daya dukung kecil.

Tabel 3 kekuatan geser sambungan baja tahan karat 1Cr18Ni9Ti dibrazing dengan solder timah timah

Logam pengisi berbasis perak adalah logam pengisi yang paling umum digunakan untuk mematri baja tahan karat.Di antara mereka, seng tembaga perak dan logam pengisi kadmium seng tembaga perak paling banyak digunakan karena suhu mematri memiliki sedikit pengaruh pada sifat-sifat logam dasar.Kekuatan sambungan baja tahan karat ICr18Ni9Ti yang dibrazing dengan beberapa solder berbasis perak umum tercantum pada Tabel 4. Sambungan baja tahan karat yang dibrazing dengan solder berbasis perak jarang digunakan pada media yang sangat korosif, dan suhu kerja sambungan umumnya tidak melebihi 300 .Saat mematri baja tahan karat tanpa nikel, untuk mencegah korosi sambungan patri di lingkungan yang lembab, logam pengisi mematri dengan lebih banyak nikel harus digunakan, seperti b-ag50cuzncdni.Ketika mematri baja tahan karat martensit, untuk mencegah pelunakan logam tidak mulia, harus digunakan logam pengisi mematri dengan suhu mematri tidak melebihi 650 , seperti b-ag40cuzncd.Saat mematri baja tahan karat di atmosfer pelindung, untuk menghilangkan film oksida di permukaan, fluks mematri diri yang mengandung lithium dapat digunakan, seperti b-ag92culi dan b-ag72culi.Saat mematri stainless steel dalam vakum, agar logam pengisi tetap memiliki keterbasahan yang baik bila tidak mengandung unsur seperti Zn dan CD yang mudah menguap, logam pengisi perak yang mengandung unsur seperti Mn, Ni dan RD dapat terpilih.

Tabel 4 kekuatan sambungan baja tahan karat ICr18Ni9Ti yang dibrazing dengan logam pengisi berbahan dasar perak

Logam pengisi mematri berbasis tembaga yang digunakan untuk mematri baja yang berbeda terutama tembaga murni, nikel tembaga dan logam pengisi mematri kobalt mangan tembaga.Logam pengisi mematri tembaga murni terutama digunakan untuk mematri di bawah perlindungan gas atau vakum.Suhu kerja sambungan stainless steel tidak lebih dari 400 , tetapi sambungan memiliki ketahanan oksidasi yang buruk.Logam pengisi mematri nikel tembaga terutama digunakan untuk mematri api dan mematri induksi.Kekuatan sambungan baja tahan karat 1Cr18Ni9Ti yang dibrazing ditunjukkan pada Tabel 5. Dapat dilihat bahwa sambungan tersebut memiliki kekuatan yang sama dengan logam dasar, dan suhu kerja yang tinggi.Cu Mn co brazing filler metal terutama digunakan untuk mematri baja tahan karat martensit di atmosfer pelindung.Kekuatan sambungan dan suhu kerja sebanding dengan yang dibrazing dengan logam pengisi berbahan dasar emas.Misalnya, sambungan baja tahan karat 1Cr13 yang dibrazing dengan solder b-cu58mnco memiliki kinerja yang sama dengan sambungan baja tahan karat yang sama yang dibrazing dengan solder b-au82ni (lihat Tabel 6), tetapi biaya produksi sangat berkurang.

Tabel 5 kekuatan geser sambungan baja tahan karat 1Cr18Ni9Ti yang dibrazing dengan logam pengisi dasar tembaga suhu tinggi

Tabel 6 kekuatan geser sambungan brazing stainless steel 1Cr13

Logam pengisi mematri berbasis mangan terutama digunakan untuk mematri berpelindung gas, dan kemurnian gas harus tinggi.Untuk menghindari pertumbuhan butir logam dasar, logam pengisi mematri yang sesuai dengan suhu mematri lebih rendah dari 1150 harus dipilih.Efek mematri yang memuaskan dapat diperoleh untuk sambungan baja tahan karat yang dibrazing dengan solder berbasis mangan, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 7. Suhu kerja sambungan dapat mencapai 600 .

Tabel 7 kekuatan geser sambungan baja tahan karat lcr18ni9fi yang dibrazing dengan logam pengisi berbahan dasar mangan

Ketika baja tahan karat dibrazing dengan logam pengisi dasar nikel, sambungan memiliki kinerja suhu tinggi yang baik.Logam pengisi ini umumnya digunakan untuk mematri berpelindung gas atau mematri vakum.Untuk mengatasi masalah bahwa senyawa yang lebih rapuh dihasilkan dalam sambungan brazing selama pembentukan sambungan, yang secara serius mengurangi kekuatan dan plastisitas sambungan, celah sambungan harus diminimalkan untuk memastikan bahwa elemen mudah membentuk fase getas di dalam solder sepenuhnya menyebar ke logam dasar.Untuk mencegah terjadinya pertumbuhan butir logam dasar akibat waktu penahanan yang lama pada temperatur brazing, dapat dilakukan langkah-langkah proses holding time yang singkat dan perlakuan difusi pada temperatur yang lebih rendah (dibandingkan dengan temperatur brazing) setelah pengelasan.

Logam mulia logam pengisi yang digunakan untuk mematri baja tahan karat terutama meliputi logam pengisi berbahan dasar emas dan logam pengisi yang mengandung paladium, yang paling umum adalah b-au82ni, b-ag54cupd dan b-au82ni, yang memiliki sifat keterbasahan yang baik.Sambungan baja tahan karat yang dibrazing memiliki kekuatan suhu tinggi dan ketahanan oksidasi, dan suhu kerja maksimum dapat mencapai 800 .B-ag54cupd memiliki karakteristik yang mirip dengan b-au82ni dan harganya yang murah, sehingga cenderung menggantikan b-au82ni.

(2) Permukaan baja tahan karat dalam suasana fluks dan tungku mengandung oksida seperti Cr2O3 dan TiO2, yang hanya dapat dihilangkan dengan menggunakan fluks dengan aktivitas kuat.Ketika baja tahan karat dibrazing dengan solder timah, fluks yang sesuai adalah larutan asam fosfat atau larutan asam klorida seng oksida.Waktu aktivitas larutan berair asam fosfat pendek, sehingga metode mematri pemanasan cepat harus diadopsi.Fluks Fb102, fb103 atau fb104 dapat digunakan untuk mematri baja tahan karat dengan logam pengisi berbahan dasar perak.Saat mematri baja tahan karat dengan logam pengisi berbahan dasar tembaga, fluks fb105 digunakan karena suhu mematri yang tinggi.

Saat mematri baja tahan karat di tungku, atmosfer vakum atau atmosfer pelindung seperti hidrogen, argon, dan amonia dekomposisi sering digunakan.Selama mematri vakum, tekanan vakum harus lebih rendah dari 10-2Pa.Saat mematri dalam atmosfer pelindung, titik embun gas tidak boleh lebih tinggi dari -40 Jika kemurnian gas tidak cukup atau suhu mematri tidak tinggi, sejumlah kecil fluks mematri gas, seperti boron trifluorida, dapat akan ditambahkan ke atmosfer.

2. Teknologi mematri

Baja tahan karat harus dibersihkan lebih ketat sebelum mematri untuk menghilangkan lemak dan lapisan oli.Lebih baik mematri segera setelah dibersihkan.

Mematri baja tahan karat dapat mengadopsi metode pemanasan api, induksi dan tungku.Tungku untuk mematri di dalam tungku harus memiliki sistem kontrol suhu yang baik (deviasi suhu mematri harus ± 6 ) dan dapat didinginkan dengan cepat.Ketika hidrogen digunakan sebagai gas pelindung untuk mematri, kebutuhan hidrogen bergantung pada suhu mematri dan komposisi logam dasar, yaitu, semakin rendah suhu mematri, semakin banyak logam dasar mengandung stabilizer, dan semakin rendah embun titik hidrogen diperlukan.Misalnya, untuk baja tahan karat martensit seperti 1Cr13 dan cr17ni2t, ketika mematri pada 1000 , titik embun hidrogen harus lebih rendah dari -40 ;Untuk baja tahan karat nikel kromium 18-8 tanpa stabilizer, titik embun hidrogen harus lebih rendah dari 25 selama mematri pada 1150 ;Namun, untuk stainless steel 1Cr18Ni9Ti yang mengandung stabilizer titanium, titik embun hidrogen harus lebih rendah dari -40 saat mematri pada 1150 .Saat mematri dengan perlindungan argon, kemurnian argon harus lebih tinggi.Jika tembaga atau nikel dilapisi pada permukaan baja tahan karat, persyaratan kemurnian gas pelindung dapat dikurangi.Untuk memastikan penghilangan film oksida pada permukaan baja tahan karat, fluks gas BF3 juga dapat ditambahkan, dan solder fluks diri yang mengandung lithium atau boron juga dapat digunakan.Saat mematri baja tahan karat vakum, persyaratan untuk tingkat vakum tergantung pada suhu mematri.Dengan peningkatan suhu mematri, vakum yang dibutuhkan dapat dikurangi.

Proses utama baja tahan karat setelah mematri adalah membersihkan fluks sisa dan penghambat aliran sisa, dan melakukan perlakuan panas pasca mematri jika perlu.Tergantung pada fluks dan metode mematri yang digunakan, fluks sisa dapat dicuci dengan air, dibersihkan secara mekanis atau dibersihkan secara kimia.Jika abrasif digunakan untuk membersihkan fluks residu atau lapisan oksida di area yang dipanaskan di dekat sambungan, pasir atau partikel halus non-logam lainnya harus digunakan.Bagian yang terbuat dari baja tahan karat martensit dan baja tahan karat pengerasan presipitasi memerlukan perlakuan panas sesuai dengan persyaratan khusus bahan setelah mematri.Sambungan baja tahan karat yang dibrazing dengan logam pengisi Ni Cr B dan Ni Cr Si sering diperlakukan dengan perlakuan panas difusi setelah mematri untuk mengurangi persyaratan celah brazing dan meningkatkan struktur mikro dan sifat sambungan.