CS198779B1

CS198779B1 - Treatment method of sintered carbide before brazing

Info

Publication number: CS198779B1
Application number: CS338878A
Authority: CS
Inventors: Frantisek Adamek; Frantisek Balatka; Jiri Haderka
Original assignee: Frantisek Adamek; Frantisek Balatka; Jiri Haderka
Priority date: 1978-05-24
Filing date: 1978-05-24
Publication date: 1980-06-30

Description

Vynález se týká způsobu úpravy slinutého karbidu, např. povrchu plátků, před pájením.The present invention relates to a method of treating a cemented carbide, e.g., wafer surface, prior to brazing.

Výrobky ze slinutého karbidu v dodaném stavu mají na povrchu zpravidla vretvu uhlíku a zbytky různých zásypů, kterých se při slinovacím procesu používá. Povrchový uhlík ve formě grafitu i připečený zásyp jsou průvodním výrobně technologickým zjevem, který velmi negativně ovlivňuje pájecí vlastnosti slinutých karbidů. Zejména stupeň smáčivosti na znečištěném povrchu slinutého karbidu je nedostatečný a vznik nových oxidů při procesu pájení značně ovlivňuje mechanické vlastnosti spoje.In the delivered state, cemented carbide products generally have a surface of carbon on the surface and residues of various backfills used in the sintering process. The surface carbon in the form of graphite and the baked backfill are a concomitant manufacturing and technological phenomenon which has a very negative effect on the soldering properties of sintered carbides. In particular, the degree of wettability on the contaminated cemented carbide surface is insufficient and the formation of new oxides in the brazing process greatly affects the mechanical properties of the joint.

Doposud používané technologické úpravy povrchu slinutých karbidů jsou buá velmi nákladné, anebo nedávají uspokojivé výsledky. Pro opracování povrchu slinutých karbidů se používá především různých mechanických způsobů, které s ohledem na vysokou tvrdost slinutých karbidů vyžadují k opracování použiti látek s vyšší tvrdostí. Zpravidla se používají diamanty v různých úpravách, které však podstatně zvyšují pracnost a výrobní náklady.The technology used to date of sintered carbide surfaces is either very expensive or does not give satisfactory results. For machining the cemented carbide surface, various mechanical methods are used which, in view of the high hardness of the cemented carbides, require the use of higher hardness materials. As a rule, diamonds are used in various treatments, which, however, significantly increase labor and manufacturing costs.

Mezi další průmyslově používané technologie také patři elektroerozivní způsob opracování, který však vyžaduje vysoké náklady na zařízení, výrobu příslušných elektrod a spotřebu elektrické energie. Povrchová úprava se provádí také mechanickými způsoby, jako je pískování, omílání a podobně, které však nejsou dostatečně účinné a jsou vhodné pouze pro nenáročné spojení.Other industrially used technologies also include electro-erosion treatment, which, however, requires high equipment costs, the production of appropriate electrodes, and power consumption. The surface treatment is also carried out by mechanical means such as sanding, tumbling and the like, which, however, are not sufficiently effective and are only suitable for undemanding joining.

198 779198 779

Mezi účinnější technologie povrchové úpravy patří oxidačně chemický způsob, který je založen na povrchové oxidaci slinutých karbidů při teplotách v oblasti 800 °C. Vzniklou vrstvu zoxidovaných kovů lze potom rozpustit v silných alkalických hydroxidech. Rovněž lze využít rozpustnosti slinutých karbidů v roztoku kyseliny dusičné a fluorovodíkové, kdy při teplotách v rozmezí 60 až 70 °C dochází k intenzivní reakci, která umožňuje opracování povrohu slinutého karbidu. Tyto technologie však vyžadují speciální pracovní postupy a jejich přesné dodržování, přičemž manipulace se silnými alkalickými hydroxidy a kyselinami je obtížná a výsledky úpravy povrchu ve vazbě na dosažení mechanických vlastností spoje nejsou optimální.More efficient surface treatment technologies include the oxidation-chemical process, which is based on surface oxidation of sintered carbides at temperatures in the region of 800 ° C. The resulting oxidized metal layer can then be dissolved in strong alkali hydroxides. Also, the solubility of the cemented carbides in a solution of nitric acid and hydrofluoric acid can be utilized, where an intensive reaction occurs at temperatures in the range of 60-70 ° C, allowing the machining of the cemented carbide surface. However, these technologies require special working procedures and strict adherence to them, while handling strong alkaline hydroxides and acids is difficult and the surface finish results in connection with achieving the mechanical properties of the joint are not optimal.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob úpravy slinutého karbidu před pájením, jehož pdstata spočívá v tom, že se kusy slinutého karbidu, určeného k pájení očistí od hrubých nečistot a ponoří do leptadla na bázi vodního roztoku 4 až 8 % tetrasodné soli kyseliny ethylendiemintetraoctové zahřáté na 60 až 85 °G a uvedou se do kmitavého pohybu při frekvenci od 2o do 25 kHz po dobu 10 až 30 minut.These drawbacks are remedied by a method of treating cemented carbide prior to brazing, which consists in cleaning the pieces of cemented carbide to be brazed from coarse impurities and immersing them in an etching agent based on an aqueous solution of 4-8% tetrasodium ethylenediaminetetraacetic acid heated to 60-85 ° C and oscillated at 2o to 25kHz for 10 to 30 minutes.

Způsob podle vynálezu omezuje používání silných alkalických hydroxidů a různých roztoků kyselin a tím výrazně zlepšuje hygienu práce. Další výhodou je, že odpadá pracné odstraňování produktů slinování, zejména broušení povrchu diamantovým brusivém a tím se podstatně snižují výrobní náklady.The process according to the invention reduces the use of strong alkali hydroxides and various acid solutions and thus greatly improves work hygiene. A further advantage is that the laborious removal of the sintering products, in particular the grinding of the surface with a diamond abrasive, is eliminated and thus the manufacturing costs are substantially reduced.

Takto připravený povrch slinutých karbidů vylučuje další úpravy povrchu, například pokovením, které vyžaduje náročnou likvidaci vyčerpaných pokovovacích lázní. Kromě toho spoj, provedený na pokovené vrstvě může být vlivem neodstraněného grafitu na slinutém karbidu nedokonalý.The sintered carbide surface prepared in this way avoids further surface treatments, for example by metallization, which requires demanding disposal of spent deposition baths. In addition, the bond made on the metallized layer may be imperfect due to unremoved graphite on the cemented carbide.

Z uvedených výhod vyplývá, že způsob čištění slinutých karbidů podle vynálezu zaručuje nejen dosažení kvalitního spojení při pájeni, ale i významné snížení výrobních nákladů, zlepšení pracovního prostředí a hygieny práce.It follows from the above advantages that the process of cleaning cemented carbides according to the invention ensures not only a high-quality soldering connection but also a significant reduction in production costs, improved working environment and occupational hygiene.

Provedení způsobu podle vynálezu je uvedeno v následujícím příkladu.An embodiment of the method according to the invention is shown in the following example.

Po hrubém očištění plátků velikosti 4 x 11 x 3,4 mm ze slinutého karbidu G 2 od grafitu v omílacím bubnu a po následujícím opláchnutí horkou vodou a vysušení se plátky rovnoměrmě rozloží v kleci a ponoří do připravené lázně. Lázeň se připraví tak, že do 10 litrů ohřáté vody do 50 °C se přidá 150 g koncentrovaného leptadla ve složení :After coarse cleaning of 4 x 11 x 3.4 mm slices of graphite cemented carbide G 2 in the tumbling drum, followed by rinsing with hot water and drying, the slices are evenly distributed in the cage and immersed in the prepared bath. The bath is prepared by adding 150 g of concentrated etching agent to 10 liters of heated water up to 50 ° C:

150 g tetrasodné soli kyseliny ethylendiemintetraoctové rozpuštěné v 0,5 litrů vody. Poté se lázeň ohřeje na 80 °C.150 g of tetrasodium ethylenediaminetetraacetic acid dissolved in 0,5 l of water. Then the bath is heated to 80 ° C.

Po ponoření plátků do této lázně se zapnou generátory na výrobu ultrazvuku, jehož kmity se pohybují ve frekvenci do 25 kHz, přičemž doba čištění je cca 15 minut. Očištěné plátky se potom důkladně opláchnou horkou vodou a poté denaturovaným lihem. Rovnoměrně rozložené plátky se osuší při teplotě 80 °V v sušárně, případně proudem horkého vzduchu.After immersing the slices in this bath, the ultrasonic generators are turned on, whose oscillations are at a frequency of up to 25 kHz, with a cleaning time of about 15 minutes. The cleaned slices are then thoroughly rinsed with hot water and then with denatured alcohol. The evenly distributed slices are dried at 80 ° V in a drying oven or with a hot air stream.

Claims

Process for treating cemented carbide prior to brazing, characterized in that the pieces of cemented carbide to be brazed are cleaned of coarse impurities and immersed in an etching agent based on an aqueous solution of 4-8% tetrasodium ethylenediaminetetraacetic acid heated to 60-85 ° C. to oscillating motion at a frequency of 20 to 25 kHz for 10 to 30 minutes.