Способ соединения карбидных и карбидографитных деталей

Способ соединения карбидных и карбидографитных деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

» 700299

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ссюз Саветских

Соииалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) 3 аяьлено 29.12.77 (21) 2561131/25-27 (51) М Кл г

В 23К 1/00 с присоединением заявки Хе."..=уваргзаииык комитет

СССР (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.11.79. Бюллетень . е 44, 53) х .д1х 621.791. .3 (088.8) и Откпитик (45) Дата опубликования описания 30.11.79

Е. К. Лысенко, В. К. Дворяк, П. В. Герасимов.

О. Д. Чепель, Л Б. Невеженко и В. П Щукин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ КАРБИДНЫХ И

КАРБИДОГРАФИТОВЪ|Х ДЕТАЛЕЙ

Изооретение относится к области пайки, в частности к способам пайки карбидных и карбидографитовых материалов, и может быть использовано в высокотемпературной технике.

Известен способ пайки карбидных деталей, при котором на паяемые поверхности наносят промежуточное покрытие из никеля и производят пайку легкоплавким припоем (11.

Недостатками способа являются необходимость нанесения покрытий и низкая жаропрочность соединений, лимитируем ая используемым припоем.

Известен способ соединения деталей из графита с использованием расплава карбидообразующего металла с последующей термообработкой и обгонкой металла (2).

Однако этот способ неприменим к деталям из карбида, так как для его осуществления требуется свободный графит.

Известен способ соединения карбидных и карбидографитовых деталей, при котором производят сборку и обработку зоны соединения расплавом, содержащим карбидообразующий металл, и последующую термообработку P).

Недостатком способа является трудоемкая операция нанесения на соединяемые поверхности расплавляемых покрытий, со2 держащих карбидообразующий металл, и недостаточная жаропрочность. Кроме того, в случае пайки деталей с ячеисто-пористой структурой пористая структура не сохраня5 ется.

Цель изобретения — повышение жаропрочности соединения, упрощение технологии и сохранение пористой структуры деталей. ,1о Поставленная цель достигается предварительной проппткой собранного узла карбонизирующейся жидкостью с последующей карбанизацией раствором карбидообразующего металла 4 или 5 групп перио15 дической системы элементов в олове и удалением олова из пор центрифугированием.

В качестве карбонизирующейся жидкости можно использовать гексафенольный лак, который карбонизируют в инертной

20 атмосфере нагреванием до 800 С. Оптимальное количество карбидообразующего металла в олове 5 — 10 вес. /О.

Олово в качестве растворителя выбрано потому, что оно является хорошим растворителем карбидообразующих металлов 4 и

5 групп периодической системы элементов, практически не растворяет углерода, имеет широкий диапазон температур существования жидкой фазы (235 — 2300 С), чторасширяет возможности предлагаемого способа в части расширения температурного интервала, кроме того, олово обладает минимальной токсичностью по сравнению со свинцом, цинком, сурьмой и т. п.

Удаление легкоплавкой составляющей может быть осуществлено за счет центробежных сил при 350 — 400 С или отгонкой в вакууме.

Продолжительность выдержки в расплаве составляет 0,5 — 1,0 ч при 1800—

2000 С.

Если в качестве соединяемых элементов использовать сферические карбидные или карбидографитовые частицы, то после удаления олова получают изделие с ячеистопоровой структурой, которое может быть использовано в качестве высокотемпературного фильтра, теплообменн ика и т. и.

При соединении сферических част: ц их контактирование (сборку) осуществля|от в контейнере, изготовленном из графита.

Предложенный способ позволяет повысить жаропрочность паяного соединения за счет того, что металлические мостики, соединяющие частицы, заменяются карбидными, более тугоплавкими, чем металлы.

Пример- 1. В графитовый контей:|ер с внутренним диаметром 25 мм, высотой

300 мм и отверстиями диаметром 1.8 мм засыпали частицы из карбида циркочия диаметром 2 мм. После виброуплотнения частицы пропитывали раствором гексафенольного лака, который карбонизовали нагреванием в атмосфере аргона до 800 С в течение 6 ч.

В графитовый тигель заливали 1500 г раствора олова и 5 вес. % циркония и помещали его в форкамеру печи.

Тигель поднимали на штоке до соприкосновения с контейнером. Печь откачивали до разряжения 2 10- мм рт. ст. и нагревали до 1000, после чего давали выдержку 15 мин, затем поднимали тигель, погружая контейнер с соединяемыми частицами в металлический расплав. Печь заполняли аргоном до давления 0,2 атм. и поднимали температуру до 2000 С.

По истечении 30 мин ванну опускали в форкамеру печи, которую откачивали до разряжения 2 10- мм рт. ст. и в течение

30 мин проводили отгонку легкоплавкого металла с контейнера и частиц.

Пример 2. Карбидографитовые сфериче700299

4 ские частицы fZqC + 20 вес. Cj диаметром 2 мм засыпали и виброуплотняли в контейнере таких же размеров, что и в примере 1.

Пропитку частиц гексафенольным лаком и их карбонизацию проводили по режимам, описанным в примере 1.

B качестве металлического расплава использовали раствор 10 вес- ниобия в

10 олове.

Карбонизованную засыпку частиц вь".держивали в указанном расплаве в течение 30 мин при 1800 С, после чего опускали в форкамеру печи, которую откачивали

15 до разряжения 2. 10 мм рт. ст. и в течение 30 мин проводили отгонку олова.

При осуществлении способа достигается исключение трудоемкой операции по нанесению металлического покрытия на сое20 диняемые детали и повышение жаропрочности соединения до температуры плавления карбидов металлов 4 и 5 групп периодической системы элементов (3500—

3700 С) .

2в

Формула изобретения

Способ соединения карбидных и карбидографитовых деталей преимущественно с ячеисто-пористой структурой, при котором производят сборку и обработку зоны соединения металлическим расплавом, содержащим карбидообразующий компонент, и последующую термообработку, о т л и ч а ющи и с я тем, что, с целью повышения жаропрочности соединения, упрощения технологии и сохранения пористой структуры деталей, собранный узел предварительно прогитывают карбонизирующейся жидкостью, производят карбонизацию, в качестве металлического расплава используют раствор кар бидообразующего металла 4 или 5 групп периодической системы элементов в олове, а после термообработки расплавлеп45 ное олово из пор удаляют.

Источники информации, принятые вс внимание при экспертизе

1. Автор ское свидетельство СС СР

Хо 498114 к (В 23К 1/00 1974

2. Авторское свидетельство СССР

Ме 533460, кл. В 23К 1/04, 1975.

3, Патент Великобритании Мо 1071179, кл. В ЗЛ. 1963.

Составитель В. Конопелько

Рсдактор H. Суханова Тсхрсд Л. Камышникова Коррсктор P. Беркович

Заказ 70оЧ Изд, Ко 632 Тираж 1222 Под..исиос

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и отары,-пй l3035, Москза 5К-35, Раушская иаб., д. 4/5

Загорская типография .чпрполиграфиздата Мособлисполкома