ग्रेफाइट और डायमंड पॉलीक्रिस्टलाइन का ब्रेज़िंग

(1) ब्रेज़िंग विशेषताएँ: ग्रेफाइट और डायमंड पॉलीक्रिस्टलाइन ब्रेज़िंग में शामिल समस्याएँ सिरेमिक ब्रेज़िंग में आने वाली समस्याओं के समान ही हैं। धातु की तुलना में, ग्रेफाइट और डायमंड पॉलीक्रिस्टलाइन पदार्थों को सोल्डर से गीला करना मुश्किल होता है, और इसका तापीय प्रसार गुणांक सामान्य संरचनात्मक पदार्थों से बहुत अलग होता है। दोनों को सीधे हवा में गर्म किया जाता है, और तापमान 400 डिग्री सेल्सियस से अधिक होने पर ऑक्सीकरण या कार्बनीकरण हो जाएगा। इसलिए, वैक्यूम ब्रेज़िंग को अपनाया जाना चाहिए, और वैक्यूम की डिग्री 10-1pa से कम नहीं होनी चाहिए। चूँकि दोनों की ताकत अधिक नहीं होती है, अगर ब्रेज़िंग के दौरान तापीय तनाव होता है, तो दरारें पड़ सकती हैं। कम तापीय प्रसार गुणांक वाली ब्रेज़िंग फिलर धातु का चयन करने का प्रयास करें और शीतलन दर को सख्ती से नियंत्रित करें। चूंकि ऐसी सामग्रियों की सतह को साधारण ब्रेज़िंग फिलर धातुओं द्वारा गीला करना आसान नहीं है, इसलिए 2.5 ~ 12.5 माइक्रोन मोटी डब्ल्यू, मो और अन्य तत्वों की एक परत को सतह संशोधन (वैक्यूम कोटिंग, आयन स्पटरिंग, प्लाज्मा स्प्रेइंग और अन्य तरीकों) द्वारा ग्रेफाइट और डायमंड पॉलीक्रिस्टलाइन सामग्रियों की सतह पर ब्रेज़िंग से पहले जमा किया जा सकता है और उनके साथ संबंधित कार्बाइड्स का निर्माण किया जा सकता है, या उच्च गतिविधि ब्रेज़िंग फिलर धातुओं का उपयोग किया जा सकता है।

ग्रेफाइट और हीरे के कई ग्रेड होते हैं, जो कण आकार, घनत्व, शुद्धता आदि में भिन्न होते हैं, और उनकी ब्रेज़िंग विशेषताएँ भी भिन्न होती हैं। इसके अलावा, यदि पॉलीक्रिस्टलाइन हीरे की सामग्री का तापमान 1000 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो जाता है, तो पॉलीक्रिस्टलाइन घिसाव अनुपात कम होने लगता है, और तापमान 1200 डिग्री सेल्सियस से अधिक होने पर घिसाव अनुपात 50% से अधिक कम हो जाता है। इसलिए, हीरे को वैक्यूम ब्रेज़िंग करते समय, ब्रेज़िंग तापमान को 1200 डिग्री सेल्सियस से नीचे नियंत्रित किया जाना चाहिए, और वैक्यूम डिग्री 5 × 10-2Pa से कम नहीं होनी चाहिए।

(2) ब्रेज़िंग फिलर धातु का चुनाव मुख्यतः उपयोग और सतह प्रसंस्करण पर आधारित होता है। जब ऊष्मा-प्रतिरोधी सामग्री के रूप में उपयोग किया जाता है, तो उच्च ब्रेज़िंग तापमान और अच्छे ऊष्मा प्रतिरोध वाली ब्रेज़िंग फिलर धातु का चयन किया जाना चाहिए; रासायनिक संक्षारण-प्रतिरोधी सामग्रियों के लिए, कम ब्रेज़िंग तापमान और अच्छे संक्षारण प्रतिरोध वाली ब्रेज़िंग फिलर धातुओं का चयन किया जाता है। सतह धातुकरण उपचार के बाद ग्रेफाइट के लिए, उच्च तन्यता और अच्छे संक्षारण प्रतिरोध वाले शुद्ध तांबे के सोल्डर का उपयोग किया जा सकता है। चांदी आधारित और तांबे आधारित सक्रिय सोल्डर में ग्रेफाइट और हीरे के लिए अच्छी गीलापन और तरलता होती है, लेकिन ब्रेज़्ड जोड़ का सेवा तापमान 400 ℃ से अधिक होना मुश्किल है। 400 ℃ और 800 ℃ के बीच उपयोग किए जाने वाले ग्रेफाइट घटकों और हीरे के औजारों के लिए, आमतौर पर सोने के आधार, पैलेडियम आधार, मैंगनीज आधार या टाइटेनियम आधार जब ग्रेफाइट घटकों का उपयोग 1000 ℃ से ऊपर किया जाता है, तो शुद्ध धातु भराव धातुओं (नी, पीडी, टीआई) या मिश्र धातु भराव धातुओं में मोलिब्डेनम, मो, टा और अन्य तत्व होते हैं जो कार्बन के साथ कार्बाइड बना सकते हैं, का उपयोग किया जा सकता है।

सतह उपचार के बिना ग्रेफाइट या हीरे के लिए, तालिका 16 में सक्रिय भराव धातुओं का उपयोग प्रत्यक्ष टांकना के लिए किया जा सकता है। इनमें से अधिकांश भराव धातु टाइटेनियम आधारित द्विआधारी या त्रिआधारी मिश्र धातु हैं। शुद्ध टाइटेनियम ग्रेफाइट के साथ दृढ़ता से प्रतिक्रिया करता है, जो एक बहुत मोटी कार्बाइड परत बना सकता है, और इसका रैखिक विस्तार गुणांक ग्रेफाइट से काफी अलग है, जो दरारें पैदा करना आसान है, इसलिए इसे मिलाप के रूप में इस्तेमाल नहीं किया जा सकता है। Cr और Ni को Ti में मिलाने से गलनांक कम हो सकता है और सिरेमिक के साथ गीलापन में सुधार हो सकता है। Ti एक त्रिआधारी मिश्र धातु है, जो मुख्य रूप से Ti Zr से बनी होती है, जिसमें TA, Nb और अन्य तत्व शामिल होते हैं

तालिका 16 ग्रेफाइट और हीरे के प्रत्यक्ष ब्रेज़िंग के लिए ब्रेज़िंग भराव धातुएँ

(3) ब्रेज़िंग प्रक्रिया ग्रेफाइट की ब्रेज़िंग विधियों को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है, एक सतह धातुकरण के बाद ब्रेज़िंग है, और दूसरा सतह उपचार के बिना ब्रेज़िंग है। कोई फर्क नहीं पड़ता कि किस विधि का उपयोग किया जाता है, वेल्डमेंट को असेंबली से पहले प्रीट्रीट किया जाएगा, और ग्रेफाइट सामग्री के सतह संदूषकों को अल्कोहल या एसीटोन से साफ़ किया जाएगा। सतह धातुकरण ब्रेज़िंग के मामले में, प्लाज्मा छिड़काव द्वारा ग्रेफाइट सतह पर Ni, Cu की एक परत या Ti, Zr या मोलिब्डेनम डिसिलिसाइड की एक परत चढ़ाई जाएगी, और फिर तांबे आधारित भराव धातु या चांदी आधारित भराव धातु का उपयोग ब्रेज़िंग के लिए किया जाएगा। सक्रिय सोल्डर के साथ प्रत्यक्ष ब्रेज़िंग वर्तमान में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि है। ब्रेज़िंग तापमान को तालिका 16 में दिए गए सोल्डर के अनुसार चुना जा सकता है संक्रमण परत, ब्रेज़िंग के दौरान प्लास्टिक विरूपण उत्पन्न कर सकती है, तापीय तनाव को अवशोषित कर सकती है और ग्रेफाइट के टूटने से बचा सकती है। उदाहरण के लिए, ग्रेफाइट और हेस्टेलॉयन घटकों की वैक्यूम ब्रेज़िंग के लिए Mo का उपयोग संक्रमण जोड़ के रूप में किया जाता है। पिघले हुए लवण के क्षरण और विकिरण के प्रति अच्छे प्रतिरोध वाले B-pd60ni35cr5 सोल्डर का उपयोग किया जाता है। ब्रेज़िंग तापमान 1260 ℃ है और तापमान 10 मिनट तक बनाए रखा जाता है।

प्राकृतिक हीरे को b-ag68.8cu16.7ti4.5, b-ag66cu26ti8 और अन्य सक्रिय सोल्डर से सीधे ब्रेज़ किया जा सकता है। ब्रेज़िंग निर्वात या कम आर्गन सुरक्षा के तहत की जानी चाहिए। ब्रेज़िंग तापमान 850°C से अधिक नहीं होना चाहिए, और तेज़ तापन दर का चयन किया जाना चाहिए। ब्रेज़िंग तापमान पर धारण समय बहुत लंबा नहीं होना चाहिए (आमतौर पर लगभग 10 सेकंड) ताकि इंटरफ़ेस पर एक सतत टिक परत के निर्माण से बचा जा सके। हीरे और मिश्र धातु इस्पात को ब्रेज़ करते समय, अत्यधिक तापीय तनाव से हीरे के कणों को होने वाले नुकसान को रोकने के लिए संक्रमण के लिए प्लास्टिक इंटरलेयर या कम विस्तार वाली मिश्र धातु परत जोड़ी जानी चाहिए। अति-परिशुद्धता मशीनिंग के लिए टर्निंग टूल या बोरिंग टूल ब्रेज़िंग प्रक्रिया द्वारा निर्मित होते हैं, जो स्टील बॉडी पर 20 ~ 100 मिलीग्राम छोटे कण वाले हीरे को ब्रेज़ करता है, और ब्रेज़िंग जोड़ की संयुक्त शक्ति 200 ~ 250mpa तक पहुँच जाती है।

पॉलीक्रिस्टलाइन डायमंड को ज्वाला, उच्च आवृत्ति या निर्वात द्वारा ब्रेज़ किया जा सकता है। डायमंड सर्कुलर आरी ब्लेड से धातु या पत्थर काटने के लिए उच्च आवृत्ति ब्रेज़िंग या ज्वाला ब्रेज़िंग का उपयोग किया जाना चाहिए। कम गलनांक वाली Ag Cu Ti सक्रिय ब्रेज़िंग फिलर धातु का चयन किया जाना चाहिए। ब्रेज़िंग तापमान 850 °C से नीचे नियंत्रित किया जाना चाहिए, गर्म करने का समय बहुत लंबा नहीं होना चाहिए, और धीमी शीतलन दर अपनाई जानी चाहिए। पेट्रोलियम और भूवैज्ञानिक ड्रिलिंग में उपयोग किए जाने वाले पॉलीक्रिस्टलाइन डायमंड बिट्स की कार्य परिस्थितियाँ खराब होती हैं और वे भारी प्रभाव भार सहन कर सकते हैं। निकल आधारित ब्रेज़िंग फिलर धातु का चयन किया जा सकता है और शुद्ध तांबे की पन्नी का उपयोग निर्वात ब्रेज़िंग के लिए इंटरलेयर के रूप में किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, 350 ~ 400 कैप्सूल Ф 4.5 ~ 4.5 मिमी स्तंभ पॉलीक्रिस्टलाइन डायमंड को 35CrMo या 40CrNiMo स्टील के छिद्रों में ब्रेज़ करके काटने वाले दांत बनाए जाते हैं। वैक्यूम ब्रेज़िंग को अपनाया जाता है, और वैक्यूम डिग्री 5 × 10-2Pa से कम नहीं होती है, ब्रेज़िंग तापमान 1020 ± 5 ℃ होता है, होल्डिंग समय 20 ± 2min होता है, और ब्रेज़िंग जोड़ की कतरनी ताकत 200mpa से अधिक होती है

ब्रेज़िंग के दौरान, धातु के हिस्से को ऊपरी हिस्से में ग्रेफाइट या पॉलीक्रिस्टलाइन पदार्थ पर दबाव डालने के लिए, संयोजन और स्थिति निर्धारण के लिए वेल्डमेंट के स्वयं के भार का यथासंभव उपयोग किया जाना चाहिए। स्थिति निर्धारण के लिए फिक्सचर का उपयोग करते समय, फिक्सचर पदार्थ का तापीय प्रसार गुणांक वेल्डमेंट के समान होना चाहिए।