RU1822041C - Method of making hard-alloy tool - Google Patents
Method of making hard-alloy tool Download PDFInfo
- Publication number
- RU1822041C RU1822041C SU4772627A RU1822041C RU 1822041 C RU1822041 C RU 1822041C SU 4772627 A SU4772627 A SU 4772627A RU 1822041 C RU1822041 C RU 1822041C
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solder
- carbide
- steel holder
- soldering
- temperature
- Prior art date
Links
Landscapes
- Cutting Tools, Boring Holders, And Turrets (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к пайке и может быть использовано в промышленности при изготовлении твердосплавного инструмента. The invention relates to soldering and can be used in industry in the manufacture of carbide tools.
Цель изобретения повышение качества изготовления твердосплавного инструмента. The purpose of the invention is improving the quality of manufacture of carbide tools.
Существо изобретения поясняется чертежом. The invention is illustrated in the drawing.
На чертеже изображена схема пайки, твердосплавного элемента с нанесенным слоем припоя методом электроискрового легирования, с закаленной стальной державкой. The drawing shows a soldering diagram of a carbide element with a deposited layer of solder by the method of electric spark alloying, with a hardened steel holder.
Способ изготовления твердосплавного инструмента реализуется следующим образом. На контактную поверхность твердосплавного элемента 1 наносят слой припоя на медно-никелевой основе 2 методом электроискрового легирования (ЭИЛ) с наложением ультразвуковых колебаний. Производительность, с которой наносится слой припоя данным методом, составляет 5 см2/мин. При этом гарантируется качественное диффузионное соединение между твердосплавным элементом и припоем практически без нагрева последнего, т. е. еще до пайки получено соединение, которое определяет качество паяного соединения, так как при пайке твердосплавных элементов со сталью наиболее сложным моментом является получение качественного соединения между припоем и твердым сплавом.A method of manufacturing a carbide tool is implemented as follows. A solder layer on a copper-nickel base 2 is applied to the contact surface of the carbide element 1 by the method of electrospark alloying (ESA) with the application of ultrasonic vibrations. The productivity with which the solder layer is applied by this method is 5 cm 2 / min. At the same time, a high-quality diffusion joint between the carbide element and the solder is guaranteed practically without heating the latter, i.e., even before brazing, a compound is obtained that determines the quality of the brazed joint, since when brazing hard alloy elements with steel, the most difficult moment is to obtain a high-quality joint between the solder and hard alloy.
Твердосплавный элемент 1 с нанесенным припоем 2 устанавливают в индуктор 3, подключенный к высокочастотному генератору 4. Нагревают слой припоя до расплавления и стыкуют контактные поверхности твердосплавного элемента 1 и стальной державки 5. Пайка осуществляется при направленном охлаждении стальной державки с помощью теплоотводящего устройства 6. При этих условиях различие в коэффициентах теплового линейного расширения твердого сплава и стали становятся незначительными и не происходит отпуска закаленной стальной державки. The carbide element 1 with deposited solder 2 is installed in the inductor 3 connected to the high-frequency generator 4. The solder layer is heated until melted and the contact surfaces of the carbide element 1 and the steel holder 5 are joined. Soldering is carried out with directed cooling of the steel holder using a heat-removing device 6. In doing so Under conditions, the difference in the coefficients of linear thermal expansion of the hard alloy and steel becomes insignificant and there is no tempering of the hardened steel holder.
Конкретный пример изготовления твердосплавного инструмента. A specific example of the manufacture of carbide tools.
На контактную поверхность твердосплавного элемента типа ВК-6-ОМ, выполненного в виде цилиндра с диаметром 5 мм и высотой 8 мм, наносили слой самофлюсующего припоя на основе меди и никеля ВПр4. Контактной поверхностью являлось одно из оснований цилиндра. Процесс нанесения слоя припоя на контактную поверхность твердосплавного элемента осуществлялся на установке ручного электроискрового легирования "Элитрон-23" с наложением ультразвуковых колебаний на электрод частотой 26,5 кГц. Электроды для ЭИЛ изготовлялись из ленточного припоя ВПр4 (толщина ленты 0,5 мм, ширина 100 мм). Толщина наносимого слоя задавалась режимом работы установки и контролировалась с помощью микрометра. Режимы работы установки, при нанесении слоя припоя на контактную поверхность твердосплавного элемента, сведены в табл. 1. A layer of self-fluxing solder based on copper and VPr4 nickel was applied to the contact surface of a VK-6-OM carbide element made in the form of a cylinder with a diameter of 5 mm and a height of 8 mm. The contact surface was one of the bases of the cylinder. The process of applying a layer of solder to the contact surface of the carbide element was carried out on the installation of a manual electrospark alloying "Elitron-23" with the application of ultrasonic vibrations on an electrode with a frequency of 26.5 kHz. Electrodes for ESA were made of VPr4 tape solder (tape thickness 0.5 mm, width 100 mm). The thickness of the applied layer was set by the operating mode of the installation and was controlled using a micrometer. The operating modes of the installation, when applying a layer of solder to the contact surface of the carbide element, are summarized in table. 1.
Далее, к твердосплавным элементам с нанесенным слоем припоя припаивали закаленные стальные державки (хвостовики) из стали У 10. Процесс пайки осуществлялся следующим образом. Подготовленные к пайке твердосплавные элементы 1 помещали в индуктор 3, подключенный к генератору 4 типа ЛЗ-13. Слой припоя нагревали до расплавления (температура полного расплавления припоя ВПр4 равна 980оС). Стальную державку 5, помещенную в теплоотводящее устройство 6 состыковывали с контактной поверхностью твердосплавного элемента. Паяли в течение 5 с и отключали нагрев. Температура направленного охлаждения стальной державки во время пайки поддерживалась в пределах 330±5оС. Теплоотвод осуществлялся за счет физического контакта стальной державки и теплоотводящего устройства, выполненного из меди, с принудительным охлаждением водой. Весь процесс пайки осуществлялся при атмосферных условиях.Further, hardened steel holders (shanks) made of steel U 10 were soldered to carbide elements with a layer of solder. The brazing process was carried out as follows. The carbide elements 1 prepared for soldering were placed in an inductor 3 connected to a generator 4 of type LZ-13. A layer of solder is heated to melt (the temperature of complete melting of solder VPr4 equal to 980 ° C). A steel holder 5, placed in a heat sink 6, was docked with the contact surface of the carbide element. Soldered for 5 s and turned off the heat. Directional cooling temperature of the steel during the soldering holder maintained within 330 ± 5 ° C. Heatsink carried out due to the physical contact and the holder steel quench device made of copper, with forced water cooling. The entire soldering process was carried out under atmospheric conditions.
Результаты пайки образцов сведены в табл. 1. The results of soldering samples are summarized in table. 1.
Результаты эксперимента показали, что нанесением слоев припоя от 0,04-0,1 мм методом электроискрового легирования не встречает технических и технологических трудностей. При нанесении слоя припоя толщиной 0,1 мм появляются как технические, так и технологические трудности, а именно не удается добиться равномерного нанесения слоя припоя по всей контактной поверхности твердосплавного элемента без увеличения трудоемкости и снижения производительности процесса. The results of the experiment showed that applying layers of solder from 0.04-0.1 mm by the method of electrospark alloying does not meet technical and technological difficulties. When applying a solder layer with a thickness of 0.1 mm, both technical and technological difficulties appear, namely, it is not possible to achieve a uniform application of a solder layer over the entire contact surface of the carbide element without increasing the complexity and reducing the productivity of the process.
Исследования паяных образцов показали, что уменьшение толщины слоя припоя, нанесенного на контактную поверхность твердосплавного элемента 0,04 мм и менее, приводит к уменьшению прочности паяного соединения вследствие несмачивания припоем всей контактной поверхности стальной державки. Studies of soldered samples showed that a decrease in the thickness of the solder layer deposited on the contact surface of the carbide element 0.04 mm or less leads to a decrease in the strength of the solder joint due to non-wetting of the entire contact surface of the steel holder by solder.
Увеличение толщины слоя припоя более 0,1 мм уменьшает прочность паяного соединения и увеличивает неоправданные потери припоя, а также, как уже отмечалось, связано с трудностями нанесения слоя припоя методом электроискрового легирования. An increase in the thickness of the solder layer over 0.1 mm reduces the strength of the solder joint and increases unjustified losses of the solder, and, as already noted, is associated with difficulties in applying the solder layer by the method of electrospark alloying.
Режимы процесса слоя самофлюсующегося припоя на контактную поверхность твердосплавного элемента и результаты пайки обpазцов приведены в табл. 1. The process conditions of the self-fluxing solder layer on the contact surface of the carbide element and the results of sample soldering are given in table. 1.
Для выявления оптимального диапазона значений температуры направленного охлаждения стальной державки были проведены дополнительные эксперименты. Эксперименты проводились на образцах, на которых толщина слоя самофлюсующегося припоя, нанесенного методом электроискрового легирования, была одинаковой и равнялось 0,07 мм. Режимы процесса нанесения слоя припоя и параметры пайки приведены в табл. 1. Результаты дополнительных экспериментов сведены в табл. 2. Additional experiments were conducted to identify the optimal temperature range for the directional cooling of the steel holder. The experiments were carried out on samples in which the thickness of the self-fluxing solder layer deposited by the method of electrospark alloying was the same and was 0.07 mm. Modes of the process of applying a layer of solder and soldering parameters are given in table. 1. The results of additional experiments are summarized in table. 2.
Результаты экспериментов по выявлению оптимального диапазона значений температуры направленного охлаждения стальной державки приведены в табл. 2. The results of experiments to identify the optimal temperature range of directional cooling of the steel holder are given in table. 2.
Контроль величины температуры направленного охлаждения осуществлялся с помощью термопары ПП68, зачеканенной в непосредственной близости от места физического контакта теплоотводящего устройства со стальной державкой. Изменение величины температуры направленного охлаждения стальной державки осуществлялось с помощью измерения расхода охлаждающей воды проходящей через теплоотводящее устройство. The temperature of the directional cooling was controlled using a PP68 thermocouple minted in the immediate vicinity of the physical contact of the heat-removing device with the steel holder. The temperature of the directional cooling of the steel holder was changed by measuring the flow rate of cooling water passing through the heat sink.
Прочность паяного соединения на растяжение определялась на разрывной машине МР-0,5-1. Микротвердость стальной державки после пайки определялась на микротвердомере ПМТ-3. The tensile strength of the brazed joint was determined using an MP-0.5-1 tensile testing machine. The microhardness of the steel holder after soldering was determined on a PMT-3 microhardness tester.
Эксперименты показали, что уменьшение величины температуры направленного охлаждения стальной державки ниже 300оС резко ухудшает условия, при которых происходит смачивание всей контактной поверхности стальной державки и уменьшает прочность паяного соединения (табл. 2, пример 1, гр. 3). Увеличение значения температуры направленного охлаждения стальной державки выше 360оС приводит к отпуску стальной державки (табл. 2, пример 9, гр. 4), тем самым качество твердосплавного инструмента ухудшается.Experiments have shown that the decrease in the temperature of the cooling steel holder directional below 300 C deteriorates the conditions under which there is wetting the entire contact surface of the steel holder and reduce the strength of solder joint (see Table. 2, example 1, c. 3). Increasing the value of the directional cooling temperature steel holder above 360 ° C leads to the release of a steel holder (Table. 2, example 9, c. 4), thereby deteriorating the quality of carbide tools.
Для сравнения качества твердосплавного инструмента, изготовленного по предлагаемому способу и по прототипу, был проведен эксперимент с пайкой тех же деталей, т. е. твердосплавного элемента и стальной державки по технологии прототипа следующим образом: на контактную поверхность такого же твердосплавного элемента наносили припой ВПр4 толщиной 0,1 мм электроискровым легированием. Затем подготовленный к пайке твердосплавной элемент состыковали с контактной поверхностью закаленной стальной державки и паяли с приложением давления. Нагрев осуществляли на той же установке, что и по предлагаемому способу, до расплавления припоя, при этом температура нагрева составляла 1100оС. Паяли в течение 5 с, после чего отключили нагрев.To compare the quality of the carbide tool manufactured by the proposed method and the prototype, an experiment was carried out with the soldering of the same parts, i.e., the carbide element and the steel holder according to the technology of the prototype as follows: VPr4 solder 0 thickness was applied to the contact surface of the same carbide element , 1 mm electrospark alloying. Then, the carbide element prepared for soldering was docked with the contact surface of the hardened steel holder and soldered with pressure. Heating was carried out in the same apparatus as that of the present method to melt the solder, the heating temperature was 1100 C. soldered for 5 seconds, after which heating is turned off.
Результаты экспериментов, проведенных по предлагаемому способу, соответствующему примеру 7 табл. 1, и по прототипу сведены в табл. 3. The results of experiments conducted by the proposed method corresponding to example 7 of the table. 1, and the prototype are summarized in table. 3.
Результаты сравнения качества твердосплавного инструмента, изготовленного по предлагаемому способу и по прототипу приведены в табл. 3. The results of comparing the quality of carbide tools manufactured by the proposed method and the prototype are given in table. 3.
По результатам сравнения можно сделать следующий вывод. Изготовленный твердосплавный инструмент по предлагаемому способу является более качественным, так как инструмент, изготовленный по способу прототипа, имеет ряд недостатков, а именно: произошел отпуск стальной державки, следовательно, инструмент должен пройти дополнительную термообработку; недостаточно качественное смачивание припоем контактной поверхности стальной державки привело к меньшей прочности соединения; произошло структурное изменение твердосплавного элемента как результат воздействия повышенной температуры и наличия в нем напряжений. Based on the comparison results, the following conclusion can be made. The manufactured carbide tool according to the proposed method is of higher quality, since the tool made according to the prototype method has several disadvantages, namely: the steel holder was tempered, therefore, the tool must undergo additional heat treatment; insufficient quality wetting by solder of the contact surface of the steel holder led to lower bond strength; a structural change in the carbide element occurred as a result of exposure to elevated temperature and the presence of stresses in it.
Изобретение позволяет качественно изготовить твердосплавный инструмент без перегрева твердосплавного элемента и наличия в нем напряжений, без отпуска закаленной стальной державки, без применения защитных сред. Потери припоя полностью исключены. The invention allows to qualitatively manufacture carbide tools without overheating of the carbide element and the presence of stresses in it, without tempering the tempered steel holder, without the use of protective media. Loss of solder is completely eliminated.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4772627 RU1822041C (en) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | Method of making hard-alloy tool |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4772627 RU1822041C (en) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | Method of making hard-alloy tool |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU1822041C true RU1822041C (en) | 1995-07-20 |
Family
ID=30441583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4772627 RU1822041C (en) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | Method of making hard-alloy tool |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU1822041C (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102922154A (en) * | 2012-11-29 | 2013-02-13 | 西安科技大学 | Soldering/diffusion welding hybrid welding method for cemented carbide and alloy steel |
| RU2544718C1 (en) * | 2013-08-16 | 2015-03-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" | Welding of stellite strap on steam turbine blade leading edge |
-
1989
- 1989-12-22 RU SU4772627 patent/RU1822041C/en active
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| За вка JP N 60-157. кл В 23К 1/00. 1985. Справочник по пайке. Подред ПетрунинаИЕ - М: Машиноароение, 1984, с221-223,245-248. * |
| Заявка Японии N 60-157, кл. B 23K 1/00, 1985. * |
| Справочник по пайке. Под ред. Петрунина И.Е. - М.: Машиностроение, 1984, с.221-223, 245-248. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102922154A (en) * | 2012-11-29 | 2013-02-13 | 西安科技大学 | Soldering/diffusion welding hybrid welding method for cemented carbide and alloy steel |
| RU2544718C1 (en) * | 2013-08-16 | 2015-03-20 | Открытое акционерное общество "Всероссийский дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт" | Welding of stellite strap on steam turbine blade leading edge |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3296692A (en) | Thermocompression wire attachments to quartz crystals | |
| US3939559A (en) | Methods of solid-phase bonding mating members through an interposed pre-shaped compliant medium | |
| US5084966A (en) | Method of manufacturing heat pipe semiconductor cooling apparatus | |
| CN109773321A (en) | A kind of pressure difference thickness multi-layer board spot welding method | |
| US20110031301A1 (en) | Joining of Electrical Generator Components | |
| CN110064899B (en) | Tungsten-copper-clad electrical contact material and preparation method thereof | |
| RU1822041C (en) | Method of making hard-alloy tool | |
| CA1119898A (en) | Method of producing areas of alloy metal on a metal part using electric currents | |
| JP2006528556A (en) | Bonding method using reactive multilayer foil with enhanced control of melt bonding material | |
| EP0389625A1 (en) | Process for resistance diffusion junction | |
| KR100432583B1 (en) | How to manufacture structural elements that can withstand high thermal loads | |
| JPH058088A (en) | Connecting method and positioning and fixing device for metallic strips | |
| JPH0989480A (en) | Heat pipe | |
| JPS6238802B2 (en) | ||
| US3444347A (en) | Method for solder reflow connection of insulated conductors | |
| JPH07266069A (en) | Method for laser working and device therefor | |
| KR100325355B1 (en) | A method for brazing WC-Co and tool steel | |
| JP3336822B2 (en) | Soldering method | |
| JPH04288983A (en) | Pressure welding method for aluminum material and copper material | |
| US3443053A (en) | Method of joining metallic objects of different melting points | |
| JPS55147490A (en) | Production of transducer for mechanical filter | |
| CN108422071A (en) | A kind of spot welding cutter and its manufacturing process of mash welder | |
| CN115338494B (en) | Method for regulating residual stress of heterogeneous brazed joint | |
| US2992480A (en) | Method for bonding laminations | |
| US2317483A (en) | Method of welding, soldering, and fusing metals together |