（1）ろう付け特性グラファイトおよびダイヤモンドの多結晶ろう付けに伴う問題は、セラミックろう付けで発生する問題と非常によく似ています。はんだは、金属に比べて黒鉛やダイヤモンドの多結晶材料を濡らしにくく、一般的な構造材料とは熱膨張係数が大きく異なります。2つは空気中で直接加熱され、温度が400℃を超えると酸化または炭化が起こります。そのため、真空ろう付けを採用し、真空度は10-1pa以上とします。どちらも強度が高くないため、ろう付け時に熱応力がかかるとクラックが発生する場合があります。熱膨張係数の低いろう材を選び、冷却速度を厳密に制御してください。このような材料の表面は通常のろう付け溶加材では濡れにくいため、グラファイトやダイヤモンドの多結晶材料の表面改質（真空コーティング）により、厚さ2.5〜12.5umのW、Moなどの元素の層を堆積させることができます。 、イオンスパッタリング、プラズマ溶射および他の方法）をろう付けする前に、それらと対応する炭化物を形成するか、または高活性のろう付け溶加材を使用することができます。
グラファイトとダイヤモンドには多くのグレードがあり、粒子サイズ、密度、純度などの側面が異なり、ろう付け特性も異なります。また、多結晶ダイヤモンド材料の温度が1000℃を超えると多結晶摩耗率が低下し始め、1200℃を超えると摩耗率が50％以上低下します。したがって、ダイヤモンドを真空ろうする場合は、ろう付け温度を1200℃以下に制御し、真空度を5×10-2Pa以上にする必要があります。
（2）ろう材の選択は、主に用途と表面処理に基づいています。耐熱材料として使用する場合は、ろう付け温度が高く、耐熱性に優れたろう材を選択する必要があります。耐食性材料には、ろう付け温度が低く、耐食性に優れたろう材を選択しています。表面メタライゼーション処理後の黒鉛には、延性が高く耐食性に優れた純銅はんだを使用できます。銀系、銅系の活性はんだは、黒鉛やダイヤモンドとの濡れ性や流動性に優れていますが、ろう付け接合部の使用温度が400℃を超えることは困難です。400℃〜800℃で使用される黒鉛部品やダイヤモンド工具には、通常、金ベース、パラジウムベース、マンガンベース、チタンベースの溶加材が使用されます。800℃から1000℃の間で使用される接合部には、ニッケルベースまたはドリルベースの溶加材を使用する必要があります。黒鉛部品を1000℃以上で使用する場合は、純金属溶加材（Ni、PD、Ti）や、モリブデン、Mo、Taなどの炭素と炭化物を形成する元素を含む合金溶加材を使用できます。
表面処理されていないグラファイトまたはダイヤモンドの場合、表16の活性溶加材を直接ろう付けに使用できます。これらの溶加材のほとんどは、チタンベースの二元合金または三元合金です。純チタンは、非常に厚い炭化物層を形成する可能性のあるグラファイトと強く反応し、その線膨張係数は、亀裂が発生しやすいグラファイトとは大きく異なるため、はんだとして使用できません。TiにCrとNiを添加すると、融点が下がり、セラミックとの濡れ性が向上します。Tiは、TA、Nb、その他の元素を添加したTiZrを主成分とする三元合金です。線膨張係数が低く、ろう付け応力を低減できます。Ti Cuを主成分とする三元合金は、黒鉛や鋼のろう付けに適しており、接合部は耐食性に優れています。
表16グラファイトとダイヤモンドの直接ろう付け用のろう付け溶加材
（3）ろう付け工程黒鉛のろう付け方法は、表面金属化後のろう付けと表面処理なしのろう付けの2つに分類できます。どちらの方法を使用する場合でも、溶接物は組み立て前に前処理し、グラファイト材料の表面汚染物質をアルコールまたはアセトンできれいに拭き取る必要があります。表面金属化ろう付けの場合、Ni、Cuの層またはTi、Zrまたは二ケイ化モリブデンの層をプラズマ溶射によってグラファイト表面にめっきし、次に銅ベースの溶加材または銀ベースの溶加材をろう付けに使用するものとします。 。現在、活性はんだによる直接ろう付けが最も広く使用されている方法です。ろう付け温度は、表16に記載されているはんだに応じて選択できます。はんだは、ろう付けされた接合部の中央または一端の近くにクランプできます。熱膨張係数の大きい金属でろう付けする場合は、中間緩衝層として一定の厚さのMoまたはTiを使用できます。遷移層は、ろう付け加熱中に塑性変形を引き起こし、熱応力を吸収し、グラファイトの亀裂を回避することができます。たとえば、Moは、グラファイトおよびハステラインコンポーネントの真空ろう付けの遷移ジョイントとして使用されます。溶融塩の腐食や放射線に強いB-pd60ni35cr5はんだを使用しています。ろう付け温度は1260℃で、10分間保持します。
天然ダイヤモンドは、b-ag68.8cu16.7ti4.5、b-ag66cu26ti8およびその他のアクティブなはんだで直接ろう付けできます。ろう付けは、真空または低アルゴン保護下で実施する必要があります。ろう付け温度は850℃を超えてはならず、より速い加熱速度を選択する必要があります。ろう付け温度での保持時間は、界面での連続的なチック層の形成を避けるために長すぎてはなりません（通常は約10秒）。ダイヤモンドと合金鋼をろう付けする場合、過度の熱応力によって引き起こされるダイヤモンド粒子の損傷を防ぐために、遷移のためにプラスチック中間層または低膨張合金層を追加する必要があります。超精密加工用の旋削工具またはボーリング工具は、20〜100mgの小粒子ダイヤモンドを鋼体にろう付けするろう付けプロセスで製造され、ろう付け継手の接合強度は200〜250mpaに達します。
多結晶ダイヤモンドは、炎、高周波、または真空によってろう付けすることができます。ダイヤモンド丸鋸刃の金属または石の切断には、高周波ろう付けまたは火炎ろう付けを採用するものとします。低融点のAgCuTi活性ろう付け溶加材を選択する必要があります。ろう付け温度は850℃以下に制御し、加熱時間は長すぎないようにし、冷却速度を遅くする。石油や地質の掘削に使用される多結晶ダイヤモンドビットは、作業条件が悪く、大きな衝撃荷重に耐えます。ニッケルベースのろう付け溶加材を選択でき、真空ろう付けの中間層として純銅箔を使用できます。たとえば、350〜400カプセルФ4.5〜4.5mmの柱状多結晶ダイヤモンドを35CrMoまたは40CrNiMo鋼のミシン目にろう付けして、切削歯を形成します。真空ろう付けを採用し、真空度は5×10-2Pa以上、ろう付け温度は1020±5℃、保持時間は20±2分、ろう付け接合部のせん断強度は200mpa以上です。
ろう付け中は、溶接物の自重を可能な限り組み立ておよび位置決めに使用して、金属部分が上部のグラファイトまたは多結晶材料をプレスするようにします。フィクスチャを位置決めに使用する場合、フィクスチャの材料は、熱膨張係数が溶接部と同様の材料でなければなりません。
投稿時間：2022年6月13日