Rodzaje połączeń stosowane w węglikach spiekanych
Ze względów kosztowych wiele części z węglika spiekanego nie jest produkowanych jako części monolityczne tylko jako mniejsza składowa, która musi zostać połączona z korpusem lub inną częścią bazową. Takim przykładem są np. wiertła do betonu z końcówką węglikową, piły taśmowe z wlutowanymi ostrzami węglikowymi, czy noże tokarskie z dokręcanymi płytkami z węglika spiekanego.
Podstawowe typy połączeń węglików spiekanych:
Łączenia materiałowe:
- Lutowanie
- Spawanie
- Klejenie
Łączenia ściskowe:
- Połączenie skurczowe
Połączenia kształtowe:
- Połączenia śrubowe
- Połączenia zaciskowe
- Połączenia odlewowe
Złącze węglik-korpus musi zostać odpowiednio zaprojektowane:
- Węglik spiekany jest materiałem kruchym, stąd krawędzie należy odpowiednio zabezpieczyć przed pękaniem (np. faza, krzywizna, promienie itp.)
- Zarówno węglik spiekany jak i korpus podczas obróbki mogą się różnie zachowywać w odpowiedzi na generowane ciepło, musi to zostać uwzględnione w konstrukcji złącza.
Najpopularniejsze metody łączenia węglika spiekanego z korpusami lub innymi częściami to lutowanie i połączenia śrubowe.
Lutowanie węglika spiekanego
Wlutowane w korpus płytki z węglika spiekanego
Lutowanie węglika spiekanego odbywa się przy użyciu topnika jako środka zabezpieczającego przed utlenianiem. Stręfę lutowania należy mechanicznie oczyścić i odtłuścić. Następnie części pozycjonujemy i szybko nagrzewamy od strony podłoża. Topnik zostaje zastąpiony lutem i poprzez powolne chłodzenie (w celu uniknięcia naprężeń) następuje połączenie.
Rozróżniamy następuję rodzaje lutowania, w tym węglików spiekanych:
- Lutowanie miękkie:
- Temperatura pracy <450 °C
- Wada: niska wytrzymałość mechaniczna
- Zaleta: możliwe łączenie dużych powierzchni przy minimalnych naprężeniach lutowniczych
- Lutowanie twarde:
- Temperatura pracy >450 °C
- Wada: ograniczone wymiary lutowanych elementów
- Zaleta: wysoka wytrzymałość mechaniczna
Lutowanie węglika spiekanego odbywa się powyżej 450 °C, luty łączące węglik z korpusem lub inną częścią muszą być wytrzymałe mechanicznie i termicznie.
Połączenia śrubowe węglika spiekanego
Dokręcane na śruby płytki tokarskie z węglika spiekanego
Części z węglika spiekanego mają przeważnie wykonany otwór, przez który możliwe jest wykonanie połączenia śrubowego. Możliwe jest wykonanie gwintu bezpośrednio w węgliku spiekanym, ale należy mieć na uwadze, że jest to bardzo kosztowne. Gwinty w węgliku spiekanym mogą być formowane, szlifowane oraz erodowane. Gwint w częściach z węglika spiekanego przez kruchość jest podatny na zjawisko karbu. Może to przy dużych obciążeniach lub wysokim momencie obrotowym skutkować pęknięciami. Stąd często spotykaną alternatywą są klejone lub lutowane i nagwintowane stalowe tuleje.
Pozostałe połączenia węglika spiekanego
Warte omówienia jest również pasowanie skurczowe, które jest wykorzystywane do łączenia przeważnie części z węglika spiekanego o większych wymiarach. Przykładowo rdzeń węglikowy może zostać wciśnięty w korpus poprzez wprasowanie na zimno lub gorąco. Ewentualne powstałe naprężenia węglika spiekanego mogą zostać skompensowane przez wytrzymałość na rozciąganie korpusu stalowego. W tej metodzie i przed połączeniem należy bardzo precyzyjnie wykończyć oba elementy, np. szlifowaniem i honowaniem. Pęknięcie w takim sposobie łączenia jest możliwe, jeżeli skurcze montażowe nie skompensują sił działających układ podczas pracy narzędzia z węglika spiekanego.
Zapraszamy również do zapoznania się z naszą ofertą oraz pozostałymi artykułami w zakresie prętów i półfabrykatów z węglika spiekanego:
- Oferta:
- Artykuły:
