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不锈钢的钎焊知识

日期:2019-06-25 11:12

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201不锈钢板304不锈钢板厂家无锡鑫晟荣不锈钢2019年6月25日讯  不锈钢定义是主要加铬元素使钢处钝化状态,就是具有不锈特性的钢。不锈钢是主要为Cr-Fe系和Cr-Fe-Ni系三元合金。铁是基体,铬是主要的合金元素。为了使钢具有不锈的特性,ω(Cr)必须高于12%。此时,钢的表面能迅速形成致密的Cr2O3氧化膜,使钢的电极电位和氧化介质中的耐腐蚀性发生突变性提高。在非氧化介质(HCl、H2SO4)中,其实铬的作用并不明显,除铬外,不锈钢中还须加入能使钢钝化的Ni、Mo等元素,加入合金元素基本上分为两类:

 

一类是形成或者稳定奥氏体的元素:如碳。镍、锰、氮等,其中碳和氮使用程度最大;另一类是缩小或者封闭γ相即形成铁素体的元素:如铬、硅、钼、钛、铌、铝等。由于合金元素的不同,不锈钢在温室下呈现不同的组织。根据其组织不同,不锈钢可分为铁素体不锈钢、马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、奥氏体-铁素体不锈钢和沉淀硬化不锈钢。

 

在各种类型的不锈钢中奥氏体不锈钢的应用最为广泛,品种也最多。由于奥氏体不锈钢的Cr、Ni含量较高,因此在氧化性、中性以及弱还原性介质中均具有良好的耐腐蚀性。奥氏体不锈钢的塑韧性优良,冷热加工性能俱佳,因而广泛应用于建筑装饰、食品工业、医疗器械、纺织印染设备、石油、化工、原子能、航空和航天等工业领域。

 

为突出对比性,特列出钢碳的相应的物理性能。碳钢密度与不锈钢差别不大。电阻率则按碳钢、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢顺序递增。奥氏体不锈钢的电阻率可达碳钢的5倍左右。奥氏体不锈钢的线胀系数比碳钢的约大50%,而马氏体不锈钢和铁素体不锈钢的线胀系数大体上和碳钢的相等。奥氏体不锈钢的热导率比碳钢的低,仅为其1/3左右。另二类不锈钢的热导率为碳钢的1/2左右。

不锈钢的钎焊性

1、表面氧化膜。如上所述,不锈钢除含主要合金元素铬外,往往还含镍、锰、钛、钼、铌、铝等元素。在表面上形成的主要氧化物有Me2O3(Me=Fe、Ni、Cr、Mn、Ti)和MeO·Me”2O3  (Me’= Fe、Ni、Mn;Me”= Cr、Fe、Ni、Mn、Ti)两大类。其中Cr2O3和TiO2相当稳定,比较难以去除。

 

在空气中钎焊时必须采用活性强的钎剂以清除这些氧化物;在保护气氛中钎焊时,只有在低露点的高纯气氛和足够高的温度下氧气膜才能被还原;真空钎焊时,要求良好的真空度(10-2Pa以上)和足够高的温度,才能取得良好的效果。

 

2、钎焊加热温度。对铁素体不锈钢来说,只要钎焊加热温度不使其晶粒发生猛烈长大,即可认为合适。

 

对马氏体不锈钢来说,钎焊加热温度对性能的影响极大,因为马氏体不锈钢是在淬火回火状态下使用的。马氏体不锈钢的钎焊加热温度有两种选择:一种是钎焊加热温度与淬火温度相匹配。例如对1Crl3和2Crl3不锈钢来说,选择1000~1050℃的钎焊加热温度,钎焊完毕后快速冷却,达到母材淬火的目的,然后再进行回火,这样可以获得最佳的综合力学性能。

 

另一种是将钎焊温度选择在低于钢的回火温度,例如对lCrl3不锈钢来说低于700℃。这样,已淬火回火的母材在钎焊过程中也不会发生软化现象,母材仍保持原有的综合性能。

 

对奥氏体不锈钢来说钎焊加热温度不宜过高。当钎焊温度高于1150℃时,晶粒开始猛烈长大。奥氏体不锈钢晶粒一旦长大,就不能再用热处理方法使其晶粒细化。所以在选择钎料和钎焊工艺参数时,应避免在1150℃以上长时间加热。不含稳定元素钛或铌而含碳量又较高的奥氏体不锈钢,如lCrl8Ni9、2Crl8Ni9等,当停留在500~750℃范围内时,碳化铬将沿晶界析出,造成晶界贫铬,在腐蚀介质中使用极易产生晶间腐蚀。因此这类钢应避免在此温度区间内钎焊。

 

奥氏体-铁素体钢的钎焊加热温度同样不宜过高,以免晶粒长大。

 

沉淀硬化不锈钢的钎焊加热温度的选择原则上与马氏体不锈钢相同,即钎焊加热温度必须与钢的热处理制度相匹配,以获得最佳力学性能。

 

3、奥氏体不锈钢有应力开裂的倾向,应在去除内应力的状态下进行钎焊。

不锈钢的表面准备

不锈钢表面的清洗方法包括气相除油;溶剂氢氧化钠除油;喷吵或喷丸;用钢丝刷或不锈钢棉擦拭或砂布打磨和酸洗等。对于批量生产的工件可以用以下酸洗液清洗(质量分数):

 

1、10%H2SO4,15%HCl,5%HNO3,余量水。酸洗温度100℃,酸洗时间30s。然后用15%HNO3水溶液作为光泽处理,溶液温度100℃,时间约10s。

 

2、10%HNO3,6%H2SO4,50g/LHF的水溶液,酸洗温度20℃,酸洗时间10min。酸洗后用60~70℃的热水仔细洗涤10min,然后在60~70℃的热空气中干燥。

 

3、15%HNO3,50g/LNaF,85%的H2O溶液,室温下浸蚀5~10min,然后用热水洗涤,再在100~120℃温度下烘干。

 

第一种溶液适用于厚件表面的厚氧化皮。后两种溶液用于薄件表面的薄氧化膜。酸洗应严格按工艺规程进行以免产生过腐蚀。

 

不锈钢的软钎焊:软钎焊的钎焊温度低,对不锈钢性能本身的影响极小。软钎焊主要用锡铅钎料,以锡含量高的锡铅钎料为宜,如HLSn63Pb、HLSn60Pb、HLSn50Pb和HLSn40Pb,因为这些钎料的润湿性好。也可用锡银钎料。钎剂的选择是关键。必须采用活性强的钎剂以去除表面的氧化膜。

 

常用的钎剂有两种:一种是正磷酸水溶液(H3PO4960g,H2O445g);另一种是氯化锌盐酸水溶液(ZnCl2  1360g NH4C1  140g,HCl 85g,H2O  4L)。磷酸水溶液的活性时间短,必须采用快速加热的钎焊方法。钎剂残渣具有强腐蚀性,钎焊后必须清洗干净。

 

不锈钢的硬钎焊:硬钎焊是不锈钢的主要钎焊方法。

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