Wettability of hardmetal surfaces prepared for brazing with various methods

Hardmetals belong to the materials hardly wettable by liquid brazing alloys, so they should not be brazed without removing the surface layer after sintering. In the paper, mechanical and chemical methods of preparing a hardmetal surface for brazing are discussed. Special attention is paid to the electrolytic etching method that gives very good energetic properties to surfaces of hardly wettable materials. Electrolytic etching of hardmetals consists in anodic dissolution of tungsten carbide grains in water solution of alkaline metal hydroxides. The a phase (WC) is removed from surfaces of carbide preforms, leaving the much better wettable phase (Co-W-C). Cobalt does not show amphoteric properties, so it does not dissolve in bases. With regard to brazing, besides significant development of the surface, an especially profitable feature of this method is isolating the metallic cobalt phase, which allows easier wetting by brazing alloys. On the grounds of surface roughness measurements, parameters of electrolytic etching were determined to remove WC grains from surfaces of carbide performs and to obtain much higher Co fraction on the brazed surface. The presented results are based on measurements of wetting angles on B40 hardmetal surfaces, isolated a and a phases and C45 steel, as well as on EDX cobalt analysis on hardmetal surfaces.

---

Węgliki spiekane należą do materiałów trudno zwilżalnych ciekłym lutem, zatem nie powinny być lutowane bez usunięcia warstwy powierzchniowej po spiekaniu. W pracy omówiono mechaniczne i chemiczne metody przygotowania powierzchni węglików spiekanych do lutowania twardego. Szczególną uwagę poświęcono metodzie trawienia elektrolitycznego, oferującą bardzo dobre właściwości energetyczne powierzchni materiałom trudno zwilżalnym. Trawienie elektrolityczne węglików spiekanych polega na roztwarzaniu anodowym ziaren węglika wolframu w wodnym roztworze wodorotlenków metali alkalicznych. Założeniem tej metody jest usunięcie fazy (WC) z powierzchni kształtek węglikowych pozostawiając znacznie lepiej zwilżalną fazę (Co-W-C). Kobalt nie wykazuje właściwości amfoterycznych w związku z czym nie ulega rozpuszczaniu się w zasadach. Z punktu widzenia lutowania, szczególnie korzystną zaletą tej metody, oprócz znacznego rozwinięcia powierzchni, jest wyodrębnienie metalicznej fazy kobaltowej umożliwiającej łatwiejsze zwilżanie lutem. Na podstawie pomiarów chropowatości powierzchni określono parametry trawienia elektrolitycznego umożliwiające roztworzenie ziaren WC z powierzchni kształtek węglikowych, uzyskując znaczny wzrost udziału kobaltu na powierzchni lutowanej. Wyniki badań przedstawiono na podstawie pomiarów kąta zwilżania na powierzchni węglików spiekanych gat. B40, wyodrębnionych faz i stali C45 oraz analizy zawartości kobaltu na powierzchni węglików spiekanych metodą EDX.