1. Materiais de Brasagem
(1) Materiais de Brasagem
Materiais de brasagem de cobre puro, cobre-zinco e prata-cobre são comumente usados para brasagem de aço para ferramentas e ligas duras. O cobre puro tem boas propriedades de umedecimento para diversas ligas duras, mas os melhores resultados são obtidos durante a brasagem em atmosfera redutora de hidrogênio.
No entanto, devido à elevada temperatura de brasagem e à elevada tensão resultante na junta, existe uma maior tendência para fissuras. As juntas soldadas com cobre puro têm resistência ao cisalhamento de cerca de 150MPa e maior ductilidade, mas não são adequadas para aplicações em altas temperaturas.
Os materiais de brasagem cobre-zinco são os materiais de brasagem mais comumente usados para aço ferramenta e ligas duras. Para melhorar as propriedades de umedecimento do material de brasagem e a resistência da junta, elementos de liga como Mn, Ni, Fe, etc. são frequentemente adicionados ao material de brasagem.
Por exemplo, a adição de 4% Mn em B-Cu58ZnMn pode atingir uma resistência ao cisalhamento de 300-320MPa à temperatura ambiente para brasagem de juntas de liga dura, que ainda pode manter 220-240MPa a 320°C.
Adicionar uma pequena quantidade de Co ao B-Cu58ZnMn pode aumentar a resistência ao cisalhamento da junta soldada para 350MPa e melhorar sua resistência ao impacto e resistência à fadiga, aumentando significativamente a vida útil de ferramentas de corte e ferramentas de perfuração de rocha.
Os materiais de brasagem prata-cobre têm um ponto de fusão mais baixo, resultando em tensões térmicas mais baixas nas juntas soldadas e reduzindo a tendência a trincas.
Para melhorar as propriedades de umedecimento do material de brasagem e aumentar a resistência e a temperatura de trabalho da junta, elementos de liga como Mn, Ni, etc. também são frequentemente adicionados ao material de brasagem. Por exemplo, o material de brasagem B-Ag50CuZnCdNi possui excelentes propriedades de umedecimento para ligas duras e as juntas soldadas apresentam bom desempenho geral.
Além dos três tipos de materiais de brasagem acima, para ligas duras que trabalham em temperaturas acima de 500 ℃ e exigem alta resistência da junta, podem ser usados materiais de brasagem à base de Mn e Ni, como B-Mn50NiCuCrCo e B-Ni75CrSiB.
Para brasagem de aço rápido, devem ser selecionados materiais de brasagem especializados que correspondam à temperatura de brasagem com a temperatura de têmpera.
Esses materiais de brasagem podem ser divididos em dois tipos: materiais de brasagem à base de ferro manganês, compostos principalmente de ferro manganês e bórax, com resistência ao cisalhamento da junta soldada geralmente em torno de 100MPa, mas com tendência a trincas; e ligas especiais de cobre contendo Ni, Fe, Mn e Si, que podem prevenir rachaduras e aumentar a resistência ao cisalhamento da junta para 300MPa.
(2) Agentes de Brasagem e Gases de Proteção
A seleção dos agentes de brasagem deve ser compatível com o material base a ser brasado e com os materiais de brasagem escolhidos. Para brasagem de aços ferramenta e ligas duras, o bórax e o ácido bórico são os principais agentes de brasagem, com adição de alguns fluoretos (KF, NaF, CaF2, etc.).
Materiais de brasagem cobre-zinco são usados com agentes de brasagem FB301, FB302 e FB105, enquanto materiais de brasagem prata-cobre são usados com agentes de brasagem FB101-FB104. Os agentes de brasagem bórax são usados principalmente para brasagem especializada de aço rápido.
Para evitar a oxidação do aço ferramenta durante a brasagem e evitar a necessidade de limpeza pós-brasagem, a brasagem com proteção a gás pode ser empregada. O gás de proteção pode ser um gás inerte ou um gás redutor, com a exigência de que o ponto de orvalho do gás seja inferior a -40°C. A liga dura pode ser soldada sob proteção de hidrogênio, com o ponto de orvalho do gás hidrogênio necessário abaixo de -59°C.
2. Técnicas de Brasagem
O aço ferramenta deve ser limpo antes da brasagem. A superfície não precisa ser muito lisa para o processamento mecânico, para facilitar o umedecimento e o espalhamento do material e do agente de brasagem.
A superfície da liga dura deve passar por jateamento de areia antes da brasagem, ou ser polida com carboneto de silício ou rodas diamantadas para remover o excesso de carbono e facilitar o umedecimento pelo material de brasagem.
Ligas duras contendo carboneto de titânio são difíceis de molhar. Um novo método é aplicar óxido de cobre ou pasta de óxido de níquel na superfície e cozê-la em atmosfera redutora para transferir cobre ou níquel para a superfície, aumentando assim as propriedades umectantes do material de brasagem.
A brasagem de aço carbono para ferramentas é melhor realizada antes ou simultaneamente ao processo de têmpera.
Se a brasagem for realizada antes do processo de têmpera, a temperatura da linha solidus do material de brasagem deve ser superior à faixa de temperatura de têmpera para garantir que a junta ainda tenha resistência suficiente quando reaquecida até a temperatura de têmpera sem falhas.
Quando a brasagem e a têmpera são realizadas juntas, devem ser selecionados materiais de brasagem com temperaturas de linha solidus próximas à temperatura de têmpera.
A faixa de composição da liga de aço para ferramentas é ampla, e os materiais de brasagem apropriados, processos de tratamento térmico e técnicas para combinar brasagem e tratamento térmico devem ser determinados com base no tipo de aço específico para obter um bom desempenho da junta.
A temperatura de têmpera do aço rápido é geralmente mais alta do que a temperatura de fusão dos materiais de brasagem prata-cobre e cobre-zinco. Portanto, a têmpera deve ser realizada antes da brasagem, e a brasagem deve ser realizada durante ou após o revenido secundário.
Se a têmpera precisar ser realizada após a brasagem, apenas os materiais de brasagem especializados mencionados acima poderão ser usados. Ao brasar ferramentas de aço rápido, um forno de coque é adequado.
Depois que o material de brasagem for derretido, a ferramenta deve ser imediatamente removida e pressionada para extrusar o excesso de material de brasagem, seguido de têmpera e revenimento em óleo a 550-570°C.
Ao soldar lâminas de liga dura em hastes de ferramentas de aço, é aconselhável aumentar a folga de brasagem e aplicar calços de compensação de plástico na junta para reduzir a taxa de resfriamento após a brasagem, reduzindo assim a tensão de brasagem, evitando a formação de trincas e prolongando a vida útil de peças duras. componentes de ferramentas de liga.
Após a brasagem, os resíduos do agente de brasagem na junta devem ser enxaguados com água quente ou mistura de fluxo geral, seguido de decapagem ácida com solução ácida apropriada para remover a película de óxido do material de base. Contudo, a solução de ácido nítrico não deve ser usada para evitar a corrosão do metal da junta soldada.
