Development of a method for brazing elements made from WC/Co with addition of TiC

Abstract

Uzyskanie wysokiej jakości narzędzi skrawających jest związane między innymi z prawidłowo wykonanym połącze-niem węglika spiekanego z podłożem stalowym. Celem pracy było opracowanie techniki lutowania kompozytowych materiałów opartych na WC/Co z dodatkiem 10% trudno zwilżalnej fazy TiC ze stalą. Określono zwilżalność kształtek węglików spiekanych WC+TiC/Co przez ciekłe lutowie Cu87Mn10Co3. Obraz próbki lutowia umieszczonej na ogrzewanym wraz z nią podłożu WC/Co rejestrowano szybką kamerą cyfrową. Zarejestrowane obrazy umożliwiły porównanie zwilżalności powierzchni węglików śrutowanych oraz dodatkowo poddanych trawieniu elektrochemicznemu.Wykonano serię połączeń lutowanych w atmosferze ochronnej wykorzystując prostopadłościenne kształtki WC+TiC/Co, podłoża stalowe, niklową siatkę lutowniczą oraz lutowie Cu87Mn10Co3. Uzyskane wyniki pozwoliły wybrać optymalną metodę przygotowania powierzchni WC+TiC/Co przeznaczonej do lutowania na podłożu stalowym. Pomiar zwilżalnościWęgliki spiekane typu WC/Co należą do materiałów sła-bo zwilżalnych lutami twardymi. Przyczyną tego jest wystę-powanie na powierzchni materiału trudno zwilżalnych tlenków wolframu. TiC dodatkowo obniża zwilżalność węgli-ków spiekanych [1]. Do pomiaru zwilżalności powierzchni węglików spiekanych wykorzystano "Stanowisko do pomiaru kinetyki zwilżania podłoży lutowniczych" opracowane w firmie Gonar Bis Sp. z o.o.[2] umożliwiające przeprowadzenie pomiarów w mieszankach gazowych ochronno-redukcyjnych w cylindrycznej komorze kwarcowej otoczonej roboczą cewką indukcyjnego generatora zasilającego. Zestaw pomiarowy złożony z cylindrycznej kształtki (podłoża) WC+TiC/Co ø = 17,8 mm, h = 4,5 mm oraz próbki lutowia ø = 3 mm, h = 2 mm umieszcza się w komorze kwarcowej na wysokości cewki roboczej.Rys. 1. Stanowisko do pomiaru kinetyki zwilżania podłoży lutowniczych: 1 -rura kwarcowa, 2 -próbka lutowia, 3 -podłoże WC+TiC/Co, 4 -szybka kamera cyfrowa, 5 -rejestrator temperatury, 6 -komora robocza, 7 -cewka generatora, 8 -oświetlenie komory roboczej Po włączeniu zasilania następuje stopniowy wzrost temperatury zestawu pomiarowego. Geometria cewki pozwala na rejestrację procesu rozpływania lutowia na powierzchni badanych podłoży z wykorzystaniem szybkiej kamery cyfrowej.W celu zwiększenia zwilżalności węglików w produkcji przemysłowej ich powierzchnia jest śrutowana kulkami stalowymi. Następuje oczyszczenie powierzchni oraz uzyskanie morfologii powierzchni ułatwiającej rozpływanie lutowia. Ponieważ próbki podłoży WC+TiC/Co po procesie śrutowa-nia charakteryzowały się słabą zwilżalnością, dodatkowo modyfikowano je metodą elektrochemicznego wytrawiania [3,4]. Podczas trawienia usuwane są znajdujące się przy