Способ пайки титана

Способ пайки титана

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (п)852 469

ИЗО Ы Ет ЕН ИЯ

Союз Советских

Соцналнстнческих

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 07.12.79. (21) 2848230/25-27 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

В 23К 1/19

В 23К 1/04

ГосУдаРственный комнтет (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.08.81. Бюллетень № 29 (45) Дата опубликования описания 07.08.81 (53) УДК 621.791.3 (088.8) ло делам нзвбретеннй и еткрытнй (72) Авторы изобретения М. А. Маурах, В. И. Андрюшечкин, С. Б. Опалев и А. С. Орлов (71) Заявители Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного

Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта и Московский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени институт стали и сплавов

Изобретение относится к области пайки, в частности к способам высокотемпературной пайки титана, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.

Известен способ пайки титана, при котором используют в качестве припоя сплавы на основе серебра (1).

Недостатком этого способа является использование дефицитных серебряных припоев.

Известен способ пайки титана с использованием в качестве припоя алюминия или

его сплава, при котором производят нагрев в среде защитного газа до температуры выше температуры плавления алюминия и последующее охлаждение (2).

Недостатком этого способа является низкая прочность паяных соединений из-за образования в шве слоя хрупких интерметаллидов.

Целью изобретения является повышение прочности паяного соединения путем исключения сплошности хрупкой прослойки.

Поставленная цель достигается проведением процесса пайки при температуре

780 ... 880 С с последующим охлаждением паяных соединений со скоростью не менее

120 град/мин, При пайке по предложенному режиму на межфазной границе не образуется сплошной хрупкий улой интерметаллида, а имеются мелкозернистые включения (средний

5 диаметр включения — 10мкм), не оказывающие пагубное влияние на механические свойства паяного шва. Такая структура получается за счет того, что образовавшиеся за время контакта титана с жидким алю10 минием при температуре пайки зародыши кристаллов TiA13 не успевают при быстром охлаждении соединиться в компактный слой. Отсутствие сплошного слоя при высоких скоростях охлаждения и присутствие

15 его при малых (менее 60 град/мин) скоростях охлаждения подтверждено результатами рентгеноструктурного и металлографического анализов. Сравнивались микроструктуры паяных швов с использованием в

20 качестве припоя алюминия при скоростях

120; 50; 17 град/мин. Кроме того, проводился контрольный опыт высокоскоростного охлаждения паяемой детали (600 град/мин), выдержанной при температуре пайки 800 С

25 более длительное время (11 мин) . Контрольный опыт ставился в целях подтверждения влияния на создание сплошного слоя интерметалли(да именно скорости охлаждения, а не времени изотермической з0 выдержки. Во всех случаях скоростного ох852469

Формула изобретения

Составитель Ф. Конопелько

Редактор Н. Аристова Техред М. Гайдамак Корректор Е. Осипова

Заказ 1813/2 Изд. № 509 Тираж 1148 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 лаждения сплошной слой интерметаллида ни рентгеноструктурным, ни металлографическим анализами не обнаружены. В то же время швы паяных деталей, охлаждаемых со скоростью 50 и 17 град/мин, имели на межфазной границе сплошной интерметаллидный слой тем компактнее, чем меньше скорость охлаждения.

Нижний предел температуры пайки (780 С) обусловлен началом смачивания титана алюминием, а верхний (880 С)— температурой фазового превращения титана.

Пример . Детали из титана марки

ВТ-1, имеющие форму пластин шириной 15

20 мм и толщиной 2 мм, после предвари. тельной очистки поверхностей от окислов соединялись внахлест (на 5 мм) с зазором

0,1 мм. В качестве держателя образцов использовался графит. После вакуумирования 20 камеры до вакуума 10 — з — 10 — 4 мм рт. ст. производился напуск очищенного аргона.

Струя аргона экранировалась от паяемой детали шторкой из молибденовой жести.

Температура в контейнере повышалась до 25

780 — 800 С, в зазор между паяными деталями вводился жидкий алюминий. После

2 мин выдержки печь выключалась и паяное соединение охлаждалось струей аргона (за счет сдвига шторки) со скоростью 30

300 град/мин. Контроль за температурой и скоростью охлаждения осуществлялся с помощью платина-платинородиевой термопары. Полученные по предлагаемому способу пайки образцы подвергались в зоне шва 35 рентгеноструктур ному анализу (методом послойного шлифования), металлографическому анализу (по шлифу, перпендикулярному плоскости спая), и механическим испытаниям на срез. Срез образца происходил по шву, однако, при напряжениях, превышающих 10 кгс/мм .

Использование предлагаемого способа пайки титана алюминием обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества: замену дорогостоящего серебряного припоя (как правило с высоким содержанием серебра) на дешевые припои на основе алюминия; проведение процесса при температурах ниже 880 С, что не ухудшает механических свойств основы.

Способ пайки титана, при котором в качестве припоя используют алюминий или сплав на основе алюминия, производят нагрев в среде инертного газа до температуры выше температуры плавления алюминия и последующее охлаждение, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения прочности паяного соединейия путем исключения сплошности хрупкой прослойки, нагрев производят до температуры 780 ...

880 С, а охлаждение паяных соединений ведут со скоростью не менее 120 град/мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Хряпин В. Е., Лакедемонский А. В.

Справочник паяльщика, М., «Машиностроение», 1974, с. 2б9.

2. Лашко Н. Ф., Лашко С. В. Пайка металлов, М., «Машиностроение», 1977, с. 306 — 314.