Forschung zur PCD-Hochfrequenzschweißtechnologie

Die Schweißtechnik von PCD-Werkzeugen ist für deren Verwendung von wesentlicher Bedeutung. Das Hochfrequenzschweißen ist ein Schweißverfahren, das das Prinzip der elektromagnetischen Induktion verwendet, um elektromagnetische Energie im Lot und im Werkstück in Wärmeenergie umzuwandeln, das Lot in einen geschmolzenen Zustand zu erwärmen und das Werkstück dann zusammenzuschweißen. Zu den Vorteilen des Hochfrequenzschweißens gehört das schnelle Erhitzen und die Gewährleistung der Maßgenauigkeit des Werkstücks, weniger Investitionen in die Ausrüstung und eine einfache Beherrschung des Lötprozesses.Beim Schweißen von

Beim Schweißen von PCD-Werkzeugen sollte Folgendes beachtet werden:

1. Thermische Stabilität

Bei atmosphärischem Druck befindet sich die PCD in einem metastabilen Zustand. Die kritische Löttemperatur des PCD-Werkzeugs beträgt etwa 750 ° C. Bei dieser Temperatur ist die Geschwindigkeit, mit der Diamant durch Kobalt zu Graphit dekatalysiert wird, hoch. Die Daten zeigen, dass die genaue kritische Löttemperatur von der Art der PCD abhängt. Im Allgemeinen nimmt die kritische Löttemperatur mit abnehmender Diamantpartikelgröße ab.

2. Wärmeausdehnungskoeffizient

Die Materialschicht aus PCD ist ein sprödes Material. Wenn der Wärmeausdehnungskoeffizient der Materialschicht und des Materials des Messerkörpers zu groß ist, wird eine innere Spannung erzeugt, die zu Lötfehlern führen kann.

3. Steckplatzdesign

Um die Klinge vom Klingenkörper abzuhängen, wird empfohlen, dass die Überhanglänge weniger als 100 μm beträgt, um Risse beim Schweißprozess der Klinge zu vermeiden.

4. Schweißbereich

Für das Lötwerkzeug wird empfohlen, dass der Schweißbereich (in mm2)> 100 * f * ap ist, um die Schneidlast des Messers sicherzustellen.

5. Löten

Um eine Graphitisierung der Diamantschicht zu vermeiden, muss sichergestellt werden, dass die Temperatur des Hochfrequenzschweiß-PCD-Werkzeugs 720 ° C nicht überschreitet, da sonst die Diamantschicht thermisch beschädigt wird, was die Oberflächenqualität des PCD-Werkzeugs beeinträchtigt und die Lebensdauer verringert. Daher wird empfohlen, zum Schweißen von PCD-Werkzeugen Niedertemperaturlot auf Ag-Basis zu verwenden. Die Schmelztemperatur beträgt ca. 680-705 ° C, die Arbeitstemperatur ca. 690 ° C und die Scherfestigkeit 250-300 MPa.

6. Flussmittel

Das Flussmittel kann verwendet werden, um das Oxid auf der Oberfläche des Hartmetalls zu entfernen und zu verhindern, dass es während des Erhitzungsprozesses oxidiert, was zu einer besseren Lötbenetzung beiträgt. Es wird empfohlen, dass die Betriebstemperatur des Flussmittels dem des Lots ähnlich ist. Die anfängliche Betriebstemperatur des Flussmittels ist niedriger als die anfängliche Betriebstemperatur des Lots.Beispielsweise beträgt der Schmelzpunkt des Lots 680-705ºC und die Arbeitstemperatur des Flussmittels 650-750ºC

7. Haltezeit des Lötens

Obwohl die relativ konstante Temperatur auf einer relativ niedrigen Löttemperatur gehalten wird, ist die Diamantschicht auch starken thermischen Schäden ausgesetzt. Je länger die Hartlot-Konstanttemperaturzeit ist, desto mehr Kobalt und seine Oxide befinden sich auf der Diamantoberfläche. Wenn die Konstanttemperaturzeit auf 60 s verlängert wird, treten Falten und schwarze Flecken aufgrund von Oxidation auf den Diamantkörnern auf und die thermische Schädigung der Diamantschicht nimmt zu . Thermische Schäden beeinträchtigen die Oberflächenebenheit der Diamantschicht, erhöhen den Reibungsfaktor der Spanfläche des Werkzeugs, verringern dadurch die Lebensdauer des Werkzeugs und beeinträchtigen die Oberflächenqualität des Werkstücks. Daher ist es notwendig, eine kurze konstante Temperaturzeit für den Hochfrequenz-Induktionslötprozess des PCD-Werkzeugs unter der Garantie der Lötfestigkeit zu wählen, um die Leistung des PCD-Werkzeugs sicherzustellen.

8. Schnittstellenende

Die Lötbenetzbarkeit wird stark von der Glätte der Grenzfläche beeinflusst. Die Reihenfolge der Lötbenetzbarkeit an verschiedenen Grenzflächen lautet: Polierfläche> Schleiffläche> feine Sandstrahlfläche> grobe Sandstrahlfläche. Der Grund dafür ist, dass mit abnehmender Rauheit der Schweißfläche auch der Fließwiderstand des Lots abnimmt. Je angemessener die Ausstellung ist, desto besser wirkt sich die Benetzung des Grundmaterials aus.

Zusammenfassend kann der Schluss gezogen werden, dass die Qualität des PCD-Hochfrequenzlötens hauptsächlich von der Art des Lots, der Löttemperatur, der Lötisolationstechnologie usw. abhängt. In der Praxis muss der Schweißprozess nach verschiedenen PCD-Materialqualitätn bestimmt werden, um die hohe Qualität des Schweißwerkzeugs sicherzustellen.