Qualitätskontrolle für das Löten von gespitzten CBN-Einsätzen

Spitzen-CBN-Einsätze verwenden silberbasiertes Löten zwischen PCBN-Spitze und Hartmetallsubstrat, die Kern-QC deckt die Vorschweißvorbereitung, die Parametersteuerung während des Prozesses und eine mehrstufige Inspektion nach dem Schweißen ab, um Kaltlöten, Risse, CBN-Wärmeverfall und unzureichende Haftungen zu vermeiden.
1. Vorlötendes Rohmaterial und Oberflächen-Qualitätskontrolle
(1) Materialeingehender Scheck
- Überprüfung des PCBN-Rohstoffgrades, CBN-Gehalts und der Konsistenz des Substrats WC-Karbid; Abgelehnte ungleiche thermische Expansionschargen, die leicht nach dem Schweißen Schnittstellenrisse auslösen.
- Wählen Sie das passende Silberlot (Schmelzpunkt 680~920°C) und entsprechendes Flussmittel; Die Flussaktivierungstemperatur muss 30~50°C unter dem Schmelzpunkt des Lötzinns liegen, um Oberflächenoxid vollständig zu entfernen.
- Lötzinn und Flussmittel unter trockener Umgebung aufbewahren, um feuchtigkeitsbedingte Schweißporosität zu verhindern.
(2) Haftoberflächenbehandlung
- Schleifen oder feinpoliere Verbindungsflächen aus CBN-Verbundbasis und Hartmetalleinsatz; Reinigen Sie durch Ultraschallentfettung, um Öl, Rost und Oxidfolie zu entfernen. Raue Oberflächen oder Restverunreinigungen verursachen schlechte Lötzinn und unvollständige Fusion.
- Auftrage gleichmäßig dünne Lötpaste auf den Verbindungsspalt, fixiere die CBN-Spitze mit einer Präzisionsvorrichtung, um den Abstand innerhalb von 0,03~0,10 mm zu kontrollieren; Ein übergroßer Spalt führt zu schwacher Haftung, während eine enge Lücke zu unzureichender Lötzinnfüllung führt.
2. In-Process Loding-Parametersteuerung (Core QC)
Die meisten gespitzten CBN verwenden Hochfrequenz-Induktions-Löten oder Vakuum-Löten mit strikter Lock-Heizkurve, um Hochtemperatur-Graphitisierung/Oxidation des CBN-Kristalls zu verhindern.
- Temperaturkontrolle: Stellen Sie die Spitzen-Lodtemperatur auf 780~890°C anhand des Löttyps ein; Überhitzung >950°C beschädigt die CBN-Schicht und verringert die Härte der Inserts, niedrige Temperaturen führen zu Kaltlöt und geringer Scherfestigkeit. Verwenden Sie ein Infrarot-Pyrometer zur Echtzeit-Temperaturüberwachung in der Verbindungszone.
- Haltezeit: Kurze konstante Temperatur (15~45 Sekunden nur nach vollständigem Schmelzen des Löters); eine längere Hitzeexposition verursacht die Oxidation der CBN-Substrat-Kobaltphase und die Initiierung eines inneren Risses.
- Heiz- und Kühlrate: Führen Sie gestufte Vorheizung durch (300°C & 500°C Wärmeerhaltung zur Ableitung von Restfeuchtigkeit); Langsame Ofenkühlung statt schneller Luftabschreckung, um thermische Belastungen durch unterschiedliche thermische Ausdehnung von CBN/Carbid zu lösen und Spitzenrisse zu vermeiden.
- Atmosphärenschutz: Das Vakuumlöten hält das Vakuum ≤1×10⁻² Pa; Das Induktions-Löten füllt das Inerte Schutzgas, um Sauerstoff zu isolieren und Schweißoxidation und -poren zu vermeiden.
3. Mehrfach-Runden-Inspektions- und Abnahmestandard nach dem Löten
(1) Visuelle Erscheinungsinspektion (100 % vollständige Kontrolle)
Schweißnaht prüfen: keine offensichtlichen Oberflächenrisse, Blasen, Lötüberlaufmangel, Flussmittelrückstände; effektive Lötabdeckung ≥90 % der gesamten Haftfläche gemäß dem Industriestandard JB/T10719.
(2) Zerstörungsfreie Prüfung (NDT, Probenahme + vollständige Inspektion der Schlüsselcharge)
- Farbstoffdurchschlagstest: Erkennen Sie winzige Oberflächenrisse entlang der Schweißkante, die mit bloßem Auge unsichtbar sind.
- Ultraschalltest / Mikroröntgen: Überprüfen Sie das innere, versteckte Kaltlöt, innere Poren und Einschlüsse; Der Durchmesser eines einzelnen Hohlraums darf 0,5 mm nicht überschreiten.
- Automatisierte KI-Visuelle Inspektion für die Massenproduktion, um fehlerhafte Einlagen online schnell zu sortieren.
(3) Mechanischer leistungsdestruktiver Sampling-Test
- Scherfestigkeitstest: Seitliche Kraft auf die CBN-Spitze anwenden; Qualifizierte Verbindung versagt bei CBN-Blank- oder Hartmetallsubstrat statt an der Schweißoberfläche, was eine zuverlässige metallurgische Bindung beweist.
- Temperaturschock-Stichprobe: Wärmeeinsatz auf 650~700°C und dann Wasserabschrecken; Kein Herunterfallen der Spitze oder Schweißrisse nach dem Einfahren sind qualifiziert.
- Metallographische Probenahme: Schneiden Sie unter dem Mikroskop den Querschnitt an, um Lötinfiltration und Grenzflächenbindungsmikrostruktur gemäß ISO18279 Lötstandard zu beobachten.
4. Prozessrückverfolgbarkeit & SPC-Stabilitätskontrolle
- Erfassen Sie Chargendaten der Rohmaterial-Chargennummer, der Löttemperatur-/Zeitkurve sowie des Inspektionsergebnisses zur vollständigen Produktionsrückverfolgbarkeit.
- Übernahme der SPC-Statistik für Kernparameter (Heiztemperatur, Haltezeit); Passen Sie die Geräte rechtzeitig an, sobald die Parameterabweichung die Toleranz überschreitet, um die wiederkehrende Fehlerrate zu reduzieren.
