Напайки твердосплавные

3-й ЭТАП — НАПАЙКА ПЛАСТИНОК.

Этот этап является наиболее ответственным, так как при неправильном его проведении, во время работы резца, пластинки твердого сплава могут отскакивать или ломаться, вследствие образовавшихся при напайке трещин.

ПРИПОИ.

Припои, применяемые для напайки пластинок твердого сплава, должны иметь температуру плавления на

300° выше температуры, возникающей в процессе резания, сохранять прочность и пластичность при температуре резания, обладать хорошей жыдкотекучестью и обеспечивать быстрый отвод тепла от пластинки твердого сплава к стержню резца.

Рекомендуется применять следующие припои:

Наименование припоя Состав Температура плавления Область применения
Медно-никелевый (мельхиоровый) Медь — 68.7%
Никель — 27,5%
Алюминий — 0,8%
Цинк — 3,0%
1170° Для работ с большими нагрузками и нагревом режущей части инструмента до 900°
Электролитическая медь Медь — 99.9%
Примеси — 0,1%
1083° Для работ с большими нагрузками и нагревом режущей части инструмента до 700°
Латунно-никелевый Медь — 68,0%
Цинк — 27,0%
Никель — 5,0%
1000°
Латунь Л—62 Медь — 62.0%
Цинк — 38,0%
900° Для работ со средними нагрузками и нагревом режущей части инструмента до 600°
Серебрянный ПСР-45 (ОСТ—2982) Серебро — 10%
Медь — 53%
Цинк — 37%
720° Для припайки пластинок из высокотитановых твердых сплавов марок Т30К4

ФЛЮС.

Чтобы обеспечить хорошую смачиваемость и растекание припоя по поверхностям спаиваемых деталей, для удаления окислов и предохранения от окисления, применяют флюс.

В качестве флюса рекомендуется бура, которую нужно предварительно расплавить, истолочь и просеять через мелкое сито. Хранить буру нужно в закрытых сосудах, предохраняющих ее от влаги и загрязнения.

Бура применяется либо в виде порошка, либо в виде пасты, состоящей из трех весовых частей буры и двух частей вазелина.

Латунные припои паяют с флюсом, который состоит на половину из борной кислоты и на половину из буры. Температура плавления таких флюсов 750 ºС.

При напайке серебряными припоями следует применять флюс, состоящий из 43% фтористого кальция и 57% борной кислоты.

КОМПЕНСАЦИОННЫЕ ПРОКЛАДКИ.

Компенсационные прокладки необходимы для уменьшения термических напряжений. Они возникают при напайке твердосплавных пластинок, различной толщины и размеров, на стержни резцов. Прокладки больших размеров применяют из низкоуглеродистых сортов стали или пермалоя (железо-никелевый сплав). Большим спросом пользуются прокладки при напайке наиболее хрупких высокотитановых твердых сплавов.

Прокладки имеют вид тонкой сеточки или фольги, толщина которых составляет от 0,2 до 0,5 мм. На них имеются отверстия с диаметрами от 1 до 2 мм, расположенные в шахматном порядке.

Компенсационные прокладки имеют несколько достоинств:

Повышают прочность напайки;

Разгружают место спая от напряжений (возникающие при остывании резца).

СПОСОБЫ ПАПАЙКИ.

Нагрев стержня и пластинки и расплавление припоя могут осуществляться следующими способами:

а) в пламенных, газовых или электрических муфельных печах;

б) токами высокой частоты;

в) контактным способом, на стыковых сварочных аппаратах;

г) пламенем ацетилено-кислородной горелки.

Для уменьшения напряжений, возникающих в твердом сплаве при охлаждении после напайки, рекомендуется напаивать высокотитановые сплавы Т60К6 и Т30К4, особенно склонные к трещинообразованию, только по одной опорной плоскости; боковые поверхности пластинки предохраняются от припаивания применением прокладок из слюды или графита.

Как решить проблему без специализированной техники?

Раньше использовался способ нагрева резцов при помощи контактной машины. Его отлично использовали дома. Пайка происходила посредством теплового воздействия электрического тока на проводник. Чтобы контролировать выделяемое тепло, необходимо просто регулировать величину электротока, сопротивление проводника и смотреть по времени, сколько он будет воздействовать на проводник.

Ориентируясь на эти три фактора, был разработан агрегат, представляющий собой трансформатор понижающего действия. Он имеет первичную и вторичную обмотки. Первая рассчитывается на 220 В, а вторая – на 2 В. Диаметр поперечного магнитного провода равен 50 кв.см. Сам трансформатор крепится на основание, в то время как на прокладке-изоляторе расположены шины контакта.

Конструкция сварочного инвертора.

Из листовой стали толщиной в 5 см выполнена основа трансформатора, которая имеет ножки. Также в данной конструкции присутствуют два окна, выполняющие роль вентиляции.

Для концов вторичной обмотки есть свои отверстия зажимов. Вся конструкция аппарата защищена специальным кожухом, который при помощи уголков крепится к основанию трансформатора. Одно из таких креплений имеет изоляционную колодку.

Пайка твердосплавных металлов

категория
Сварочное оборудование своими руками
материалы в категории

Для напайки твердосплавных пластин на державки токарных резцов, локальной закалки инструмента, пайки твёрдыми припоями мелких деталей используют нагрев токами высокой частоты или пламенем газовой горелки. Однако аппаратура ТВЧ громоздка и дорого стоит, она не для домашней мастерской или школьного кружка. Применить же газовую горелку по всем правилам может только сварщик высокой квалификации.

Но есть и еще один, почти забытый в наше время способ нагрева — на контактных машинах. Он наиболее приемлем в домашней, школьной, колхозной или совхозной мастерской, в техническом кружке.

Суть его в тепловом воздействии электрического тока на проводник. Выделяемое при этом количество тепла зависит от величины тока, времени его действия на проводник и электрического сопротивления последнего.

С учётом этой зависимости мы разработали аппарат, представляющий собой понижающий трансформатор, первичная обмотка которого рассчитана на-220 В, вторичная — на 2 В. Площадь поперечного сечения магнитопровода около 50 см 2 . Трансформатор закреплён на основании, а контактные шины вторичной обмотки — на прокладке-изоляторе.

Основание аппарата изготовлено из листовой стали толщиной 5 мм. Снизу в него ввёрнуты ножки. В основании прорезаны два окна: меньшее — для вентиляции, большее — для выхода болтов крепления контактных шин на текстолитовом изоляторе толщиной 10 мм. Отверстия по краям изолятора служат для его крепления к основанию.

Концы вторичной обмотки трансформатора заведены в отверстия зажимов и зафиксированы болтами (пазы зажимов позволяют деформировать их при затяжке и обеспечивать тем самым надёжный электрический контакт).

Трансформатор укрыт защитным кожухом и прикреплён к основанию уголками 25X25 мм. К одному из верхних уголков привинчена изоляционная колодка — для соединения проводов первичной обмотки с питающим шнуром и включателем аппарата.

Так как конструкторы-любители не часто имеют все необходимое для повторения описанной самоделки, рекомендуем начать изготовление аппарата с подбора пакета пластин трансформаторного железа (лучше Ш-образной формы), а уж затем заняться расчётом обмоток.

Предположим, что площадь поперечного сечения вашего магнитопровода (Q = аХв) равна 36,8 см 2 . Тогда мощность вторичной обмотки трансформатора Р2 = 36,8X36,8 = 1354,2 Вт, а первичной Р, = 1354,2/0,95 = 1425 Вт.

Сила тока I1 = 1425 Вт/220 В = 6, 48 А; I2=1354,2 Вт/2 В = 677,6А. Находим площадь поперечного сечения первичной обмотки:

S1= (6,48 А) / (2 А/мм 2) = 3,24 м 2 .

Диаметр провода отсюда d1= (4X3,24) / 3,14 = 2 мм.

Площадь поперечного сечения вторичной обмотки S2 = (677,6 А) / (2 А/мм 2 ) = 338,8 мм 2 , а диаметр провода
d2 = (4×338,8) / 3,14 =20,77 мм.

Соответственно определяем число витков:
n1 = 220000 / (222X36,8) = 270 витков,
n2 = (270X2) / 220 =2,5 витка.

Эффективность и экономичность работы аппарата во многом зависят от величины плоскости соприкосновения тела резца с контактными шинами. Количество тепла, выделяемое при прохождении электрического тока, зависит от сопротивления проводника в местах контакта. При большой плоскости соприкосновения выделяется мало тепла при значительном расходе электроэнергии. И наоборот, при малой плоскости выделяется много тепла, что приводит к мгновенному нагреву контактирующего слоя. Чтобы избежать оплавления металла и нарушения контакта, площадь соприкосновения подбирается опытным путём.

Читайте также  Как правильно сварить ферму

Аппарат контактного термонагрева

1 — защитный кожух, 2 — включатель, 3 — шнур электропитания, 4 — основание, 5 — изолятор, 6 — контактные шины, 7 — зажимы, 8 — болты зажимов, 9 — ножка (4 шт.).

При расположении тела резца на шинах, как показано на рисунке 3, очаг возникновения тепла будет располагаться в зоне А; в зоне Б визуально наблюдаемого очага тепла не возникает из-за большой поверхности соприкосновения.

Конструкция прижимного рычага

1 — стойка, 2 — рычаг, 3 — прижим.

Перед пайкой (в том числе твердосплавных пластин к державкам резцов) необходимо выполнить ряд подготовительных операций, чтобы обеспечить хорошую растекаемость припоя и смачиваемость им соединяемых деталей. Опорную поверхность пластин шлифуют и обезжиривают. Так же готовят поверхность под пластину на теле резца: она должна быть прямолинейной, без уступов и завалов по краям. Защита поверхностей деталей от окисления при пайке осуществляется флюсом (бурой).

Контактный участок аппарата

1 — контактные шины (красная медь),2 — прижимной рычаг, 3 — твердосплавная пластина, 4 — припой, 5 — державка резца, 6 — изолятор основания; А и Б — зоны прогрева.

Напайка происходит в такой последовательности. Державку резца располагают на шинах аппарата. Между соединяемыми поверхностями помещают пинцетом припой (обрезок листовой латуни). Для более надёжного прижима нагреваемых деталей друг н другу и и контактным шинам служит рычаг, установленный на пластине-изоляторе. В паз рычага вставлен упор, которым и осуществляется прижим твердосплавных пластин к державкам резцов.

При включении аппарата зона контакта быстро нагревается, металл плавится, контакт нарушается и процесс прерывается. Избежать этого можно двумя способами: работая в прерывистом режиме и плавно подавая напряжение на обмотки. В первом случае аппарат включается на 1,5-2 с, затем выключается. В момент отключения тепло передается от места контакта по телу резца, не оплавляя металл.

Плавную подачу напряжения можно обеспечить ЛАТРом. Увеличивая напряжение, добиваются того же результата, что и в первом случае: тепло волнами распространяется по державке от места контакта, обеспечивая нагрев до температуры плавления припоя. Контроль за процессом пайки осуществляется визуально.

Такие режимы дают скорость нагрева державки в пределах 80-100 град/с. Это уменьшает внутренние напряжения и предотвращает появление трещин в твердосплавных пластинах. Чтобы избежать появления трещин в паяном шве, необходимо медленное охлаждение.

Качественный паяный шов должен быть не толще 0,1 мм. Протяжённость непропаянных мест не должна превышать 10%.

При отсутствии твёрдых сплавов в качестве режущих пластин можно использовать обломки фрез, свёрл и других инструментов. Обломкам придается необходимая форма на заточном станке, или они нагреваются и отковываются до получения стержня прямоугольного сечения, который при повторном нагреве разрубается зубилом на отдельные пластины.

Наш аппарат многоцелевого назначения. Кроме изготовления резцов, его можно использовать и для локальной закалки инструмента (кернов, зубил, отвёрток и так далее). Достаточно прикоснуться к контактным шинам той частью инструмента, которую необходимо закалить, и подержать так несколько секунд. Температуру нагрева контролируют визуально, по цвету металла. При этом необходимо соблюдать меры предосторожности: работать в рукавицах и защитных очках на заземлённом аппарате.

А. БОБРОВНИКОВ, В. ЗИНЮК,
г. Мурманск
Моделист-конструктор 1988 №7

Режимы резания при использовании отрезного резца

Токарная обработка металлических заготовок заключается в методичном снятии лишнего металла. Припуск – лишний металл, снятый с детали за определенное количество проходов. Главная задача оператора – выбрать такой режим вращения шпинделя и подачи резца, чтобы не происходило перегрева. Скорость выполнения работы не должна существенно ускорять износ оборудования и допускать нештатные режимы работы (перегрев, обработку материала неподходящим или тупым резцом), потенциально опасные для станка и оператора.

Технологи производят расчет режима резания индивидуально для каждого станка, учитывая его износ и специфику операций. В случае решения сложных задач используется метод пробных проходов в виде точения небольших участков при разных условиях. Это сильно растягивает процесс во времени, но может помочь выйти на оптимальные параметры, которые в итоге ускорят работу. Изготовление новой детали на станках с ЧПУ тоже не обходится без пробных проходов и построения алгоритма работы с учетом специфики изделия и особенностей оборудования.

Тщательно спланированный технологический цикл на основе справочных данных и опыта, использование отрезных токарных резцов, соответствующих ГОСТ, и исправного оборудования – залог успешного и безаварийного производства. Увеличение производительности – задача, решение которой не должно доходить до абсурда. Эксплуатация на пределе возможностей – гарантия быстрого выхода из строя станочного парка, срыва сроков поставки изделий. Резцы – дорогие расходные материалы, но использование дешевых изделий может привести к поломке станка полностью.

Углы затачивания

Далее будет приведен список углов заточки для всех распространенных материалов. Первая дробь указывает на задний угол при черновом обрабатывании, вторая – на задний угол при чистовой обработке. Третья дробь показывает величину переднего угла. В числителе указываются углы для резцов, которые точат и растачивают детали, а в знаменателе – для инструментов, строгающих заготовки.

  • Сталь (твердость меньше восьмисот Мегапаскалей) – 8/6, 12/8, 15/12.
  • Сталь (твердость больше восьмисот Мегапаскалей) – 8/6, 12/8, 10/10.
  • Сталь (твердость больше тысячи Мегапаскалей) – 8/6, 12/10, 10/8.
  • Серый чугун (твердость по Бриннелю меньше двухсот двадцати) – 6/6, 10/10, 12/8.
  • Серый чугун (твердость по Бриннелю больше двухсот двадцати) – 6/6, 10/10, 8/5.
  • Ковкий чугун – 8/8, 10/10, 8/8.

Основной угол в плане должен составлять 30 – 45 градусов. Ширина фаски зависит от сечения резцовых стержней.

Какие абразивные круги используются для затачивания токарных инструментов
Затачивание проходного инструмента по державке и под углом 5 градусов выполняется кругом из электрокорунда, имеющим зернистость сорок — пятьдесят, твердость СМ1/2. Окружная скорость круга составляет 25 м/с.

Подготовительное затачивание осуществляется изделиями из черного кремниевого карбида, имеющими зернистость двадцать пять — сорок, твердость М3-СМ1. Финальное затачивание отрезного инструмента выполняется кругами из зеленого кремниевого карбида, имеющими зернистость шестнадцать — двадцать пять, твердость М3-СМ1.

Параметры точильных кругов для стальных и твердосплавных резцов прописаны в таблице режимов затачивания. Там же можно посмотреть окружные скорости кручения.

В настоящее время финальное затачивание рекомендуется проводить посредством алмазного круга. В особенности это актуально для пластин из твердых сплавов. Окружная скорость круга при подготовительном/финальном затачивании не должна превышать двенадцать — пятнадцать метров в секунду.

Термические добавки (флюсы)

Чаще всего латунные припои применяются при необходимости сочленения изделий, изготавливаемых из того же материала.

Поскольку латунь (сплав цинка и меди в пропорции два к трём) относится к категории тугоплавких припоев – при работе с ней невозможно обойтись без специальных добавок – флюсов.

Грамотный выбор активных материалов при работе с латунными изделиями не только позволяет получить достаточно прочное соединение, но и существенно упрощает сам рабочий процесс.

Помимо всего прочего, получающиеся при работе с флюсом паяные швы имеют вполне законченный и эстетичный вид и не нуждаются в дополнительной правке.

Читайте также  Как сделать душ на даче

Для получения требуемого результата не подойдут обычные составы на основе спирта и канифоли, посредством которых не удаётся растворить плёнку из окислов, всегда имеющейся на латунных изделиях.

Вот почему при пайке латуни должны применяться более активные виды флюсовых добавок, приготавливаемые на основе хлористого цинка. С перечнем существующих модификаций хлористо-цинковых флюсов и сферами их применения можно ознакомиться в соответствующей таблице.

К числу наиболее распространённых наименований флюсовых компонентов также относятся такие известные активные добавки, как бура и её производные (фтороборат калия, например).

При работе с бурой и другими флюсами содержание активных составляющих в зоне пайки не должно превышать 5-ти процентов, что вполне достаточно для хорошей текучести латунного припоя и качественного заполнения имеющихся зазоров.

Как готовится флюс с бурой?

Флюсовая борная смесь для использования в работе с металлами имеет свои особенности и готовится следующим образом: к примеру, буру для пайки латуни перемешивают с борной кислотой в равных пропорциях.

Смесь следует хорошенько перетереть в специальной химической посуде, а затем выпарить всю жидкость для финишного сухого остатка. Затем в полученное вещество добавляются соли фтора и хлора. В итоге формируется активный флюс, который станет отличным помощником в нагревании металлических деталей самого разного типа.

Конструкция резца

Все токарные резцы состоят двух конструктивных элементов:

  • державки с прямоугольным или квадратным сечением, которая служит для фиксации в резцедержателе;
  • головки – рабочей части, состоящей из нескольких режущих кромок.

По форме державки резцы могут быть:

  • прямыми;
  • изогнутыми;
  • отогнутыми;
  • оттянутыми.

По способу изготовления они бывают:

  • Монолитными (цельными).
  • Напайными.
  • С механическим креплением сменных пластин.

Рабочая часть формируется несколькими плоскостями и режущими кромками, форма которых зависит от назначения инструмента. Большинство резцов изготавливается в левом и правом исполнениях и выбираются в соответствии с направлением подачи.

Процесс заточки резцов по металлу

Для заточки резцов используют точильно-шлифовальные машины с функцией постоянного охлаждения. Предварительно точат основную поверхность изделия, затем — заднюю и дополнительную. На финишном этапе возвращают изначальную конфигурацию передней грани.

Фотография № 11: процесс заточки резца

Для операции используют два шлифовальных круга: из карбида кремния и электрокорунда. Карбид кремния подходит для обработки изделий из быстрорежущих сталей. Электрокорунд — из твердосплавных материалов. Для проверки степени заточки используют специальные шаблоны.

Похожие статьи

Тема этой статьи — сверление квадратных отверстий в металле. Для этого есть различные способы. О том, как сделать квадратное отверстие в металле, мы расскажем ниже.

В этой статье мы расскажем об этих полезных инструментах и ответим на вопросы начинающих мастеров.

В этой статье мы расскажем об особенностях использования станков и вышеперечисленных приспособлений.

Приветствуем вас, дорогие читатели! В этой статье мы подробно расскажем о резьбонакатных роликах.

В этой статье мы подробно расскажем о технологиях обработки заготовок и изделий из закаленных металлов. Особое внимание уделим следующим основным вопросам.

Слесари и мастера иного профиля применяют для контроля качества получаемых деталей различные ручные измерительные инструменты. В этой статье мы расскажем о них.

В этой статье расскажем о том, какие стандартные диаметры и размеры имеют самые распространенные спиральные и корончатые сверла по металлу.

Скорость вращения фрезы по металлу и иные параметры резания устанавливаются индивидуально для каждой операции.

Слесари и мастера иного профиля часто сталкиваются с необходимостью вырезать круг в металле. Это можно сделать различными способами. О них мы и расскажем в этой статье.

В этой статье расскажем об особенностях и видах концевых фрез.