Сварка в машиностроении.Том 4 (1041441), страница 84
Текст из файла (страница 84)
Некоторым недостатком этих припоев является высокая температура плавления и нагрева под пайку. Примером может служить пайка жаропрочных сплавов на никелевой основе типа 71хС6. Этп сплавы обрабатьппист термически: закалка ог температур 1200— 1220' С и старение при 950' С. При температ;рах, пренышгпощих температуру термической обработки, происходит коагуляция у'-фазы и карбидных фаз, их растворение в твердсм растворе и разупрочнение сплава. Поэтому пайка этих сплавов Возможна при температурах, не превышающих 1220'С. Применение для этого сплава припоя П)КК 1000 на основе палладия с температурой пайки !240'С может вызвать ухудшение свойсзв основного металла и приводит к необходимости контроля свойств основного металла после нагрева по циклу пайки. Изучение диаграммы состояния Р41 — 1ч11 показало возможность проведения процесса пайки жаропрочных сплавов чистым палладием, используя эффект контактного плавления.
Минимальная температура солидуса сплавов никель— палладий составляет 1237' С. В результате иеследований было установлено, что контактное плавление через прослойку палладия начинается при 1200 — 1220' С и протекает очень активно. Для пайки использовали палладий Пд 99,9 1ГОСТ 13462 — 68) толщиной 0,03 мм. В полученных соединениях не обнаруживалось проникновения припоя по границам зерен и обеспечивалась Высокая прочность паяных соединений. В табл. 6 приведены результаты сравнительных испытаний свойств соединений при 800 — 850'С, полученных при пайке чистым палладием и припоями П:)1хК 1000 и ВПр8.
При пайке изделий из коррозионно-стойких сталей, жаропрочных сталей н сплавов при наличии зазоров до 1,0 мм используют композиционные припои с наполнителем (металлокерамическая пайка). Наполнитель в процессе спекания образует каркас с разветвленной сетью капилляров, которые затем пропитываются легкоплавкой составляющей припоя. При использовании композиционных припоев легко осуществляется процесс пайки, в том числе и в вертикальном положении, а путем выбора состава легкоплавкой составляющей припоя и наполнителя можно повысить температуру распая Овика различнсчх /неа аллав 346 ПЖК 1000 Рс1 — 1Ч!— Сг — 5! Рс! впр-в 20 — 26 23 — 24 !2 — 14 10 — 12 Литое воо 2В-32 1В-21 Деформн- руемое ПЖК 1000 Ро ВПР-8 8 — 10 1Π— 12 6 — В 24 — 25 25 — 26 1В-2О 26 — 28 28 — 32 23 — 25 6 — В 10 — 12 4 — 6 зиционного состава на базе припоя: ВПр11; 60% ВПр11+ 40% Н (наполнитель) и 50% ВПр11+ 50% Н.В качестве наполнителя разработан сплав состава: кремний 1,8 — 2%, бор 0,8— 1,1%, никель — остальное.
[А, с. 270467 (СССР) ). Пайка коррозионио-стойких сталей, жаропрочных сталей и сплавов низкотемпературными припоями про- ойства, Температура нспытаннй, *С 30 — 32 21 — 23 13 — 16 9ВВ 1ООО 21 — 22 ические свойства, кгс/ммх а, ПАЙКА ТИТАНА И ЕГО СПЛАВОВ 95 Вз 76 76 39 50 46 38 60 50 зо,о 28,0 9,8 82,5 77,'О 76,0 75. 0 7О„О 72,0 73,2 71,1 69,1 68,2 62,0 65,0 Исходное без нагрева После нагрева 800 900 1000 1100 900 920 956 980 !ооо После нагрева в вакууме о припоем ПСР 72 16,0 После нагрева в вакууме с припоем ПСР 85 — 15 Технолаеия пайки и нана/пруирование иаяных соединений 6. Механические свойства паяных соединений сплавов типа ЖСБ вследствие растворения наполнителя в жидкой составляющей припоя.
Процесс пайки порошковыми припоями ведется в активной среде газообразного флюса, образу1ощейся при разложении тетрафторбората калия при нагреве в аргоне. 11ри пайке жарог-.очных сплавов В/Кт18 и /(хС6 припоями иа основе ВПр11 с наполиителем получены свойства ивяных соединений, приведенные в табл. 7. Сборочный зазор при пайке об- 7. Механические свойства разцов составляет 0,5 — 0,7 мм. паяоых соединений сплавов ВЖ98 В промышленности нашли приме- нение припои с наполнителем компо- водится относительно редко для ограниченной номенклатуры изделий.
Для пайки используют оловянно-свинцовые припои с применением паяльников, газовых горелок, плиток, ванн с расплавленным припоем, светового луча и т. д, В качестве флюсов применяют активные флюсы: водные растворы хлористого цинка с добавками соляной кислоты или раствори ортофосфорной кислоты. Для облегчения процесса в некоторых случаях на поверхности, подлежащие пайке, наносят гальванические покрытия, чаше из меди или никеля. Титан и сплавы иа его основе обладают высокой активностью к взаимодействию с большинством газов (кислородом, азотом, водородом) и почти со всеми элемеитамп, входящими в состав припоев. Последствием такого взаимодействия является снижение пластических свойств металла и образование иа границе припой †тит интерметаллических соединений, охрупчивающих спай.
В связи с высокой активностью титана смачивание его припоями при температурах выше 750 †8' С обычно не вызывает трудностей. При температурах выше 750 †8' С происходит растворение кислорода в титане и своеобразная самоочистка поверхности. Эти процессы возможны при нагреве в среде нейтральных газов аргопз, гелия высокой чистоты или в вакууме. Одним из способов уменьшения влияния примесей кислорода в нейтральной газовой среде и в вакууме является применение негерметичных защитных экранов (рис, 8), ограничивающих объем газовой среды, способной взаимодействовать с поверхностью детали. При применении защитных экранов кислород в объеме экрана быстро исчерпывается и в процессе дальнейшего нагрева происходит очистка поверхности титана. Такой же механизм очистки поверхности наблюдается и в иахлестке соединений.
В связи с этим при печном относительно длительном нагреве за.текание припоя в зазор и его заполнение происходит достаточно активно, однако поверхности деталей после пайки оказываются темными. При применении защитных экранов поверхность деталей после пайки не темнеет и имеет цвет металла в исходном состоянии. Пайку титана и его сплавов можно проводить при температурах до 1000' С; при более высоких температурах наблюдается заметный рост зер/и основного металла, снижение его про!постных свойс1в и уменьшение угла изгиба я, Е1 табл.
8 приведены механические свой- / стев сплава ОТ4 толщиной 1 мл! после нагре- ! 2 в 3 ва по режимам пайки и механические свой- Рис. 3. хема пайки с прн11епества этого сплава после лужения припоями ПСр 72 и ПСр 85 — 15 при разлн пгых гемпиеч защитпого экрана: ермет~ ный контейнер' пературах. /беханичсские свойства сплава ОТ4 пРи нагРеве До темпеР81УР пайки и по- резец™4 — прнпш! следу1ошем контакте с припоем заметно снижаются.
Сказанное позволяет считать, что осноьные трудности пайки титана и его сплавов заключаются в защите поверх. ности деталей от взаимодействия с газами и предотвращении образования интерметаллических соединений на границе припой — титан. Я настоящее время наметились определенные направления в решении проблемы пайки титана. !. Пайка по барьерным или защитным покрытиям, исклн-чающим взаимодействие 1итана с припоем. 2. Диффузионная пайка, основанная на использовании тонких покрытий из металлов (например, меди и никеля), образующих в контакте с титаном легкоплав- 8.
Изменение механических свойств сплава ОТ4, нагретого по режимам пайки без прнпоев н с прнпоямн 349 348 Пайка различных л1сгпаллов /~,кгс/мм 2 //, хгс/мм2 тср кгс/мм' 200 О Т4-1 ВТ2О ОТ4 от4 Си Си Си — аг Сн — Ег 960 960 930 1150 960 42 — 50 45 — 50 50 — 55 >60 40 50 6О 1О 60 Толщина покрытия 1Π— !5 мкм. аз га „00 70 К 00 00 ~ 40 30 с.~ 70 70 б0 л0 70 б) Расстояние Технология падки и конструирование паяных соединений 9.
Режимы диффузионной пайки и механические свойства паяных соединений сплавов титана с различными покрытиями кие эвтектпки с последуощим рассасыванием их в процессе выдержки при повышенных температурах. 3, Применение порошковых припоев на основе титана с добавками меди, никеля, циркония с ограничением количества жидкой фазы из элементов, растворяющихся в титановой основе припоя, 4.
Применение серебряных припоев с ограниченным содержанием меди. В качестве барьерных покрытий при пайке титана используют медные, никелевые, хромо-никелевые, кобальто-никелевые покрыаия. Пайка по медным и никелевым покрытиям позволяет получить хорошие результаты при ограниченной темпера1уре нагрева под пайку, не превосходящей температуры образования эвтектики в системах Т! — Сц, Т1 — Х!. Так, при пайке сплава ОТ4 по медному покрытию припоем ПСрМО 68-27-5 максимальная прочность получена при температурах пайки 790 — 810'С; при более высоких температурах начинается растворение медного покрытия в титан и прочность соединения снижается (11. Применение хромоникелевого и кобальто-никелевого покрытий снимает ограничения по температуре, однако прочность соединений определяется прочностью ня границе припой †покрыт и зависит от качества нанесения покрытш! и прочности его сцепления с поверхностью титана.
Диффузионная пайка титана по тонким слоям металлов, нанесенных гальваническим способом или термовакуумным напылением, обеспечивает получение высоких прочностных свойств паяпых соединений (т,,р — 40 †: 60 кгсlмм') (4(. Режимы диффузионной пайки для различных покрйтий приведены в табл, 9. При пайке титана порошковыми припоями системы Т! — Сн — !41 — Хг, основу которых составляет титан, получены высокие значения прочности (т„1, — 40 —: —:50 кгс/мма), В грппоях содержится, как правило, до 40 — 50% титана и цирконня, а гякже медь и никель, образующие легкоплавкие эвтектики с титаном и цирконнем.
Г1ри таком составе припоев сохраняется температура пайки в интервале 950— 1000" С. В промышленности нашел применение припой ВПр!б, позволяющий вести пайку при температурах 920 — 960'С. Прочность соединений, ивяных припоем ВПр16, возрастает с увеличением времени выдержки при 1емпературе пайки. В соединениях, пяянных серебряными припоями, прочностные свойства определяются характером взаимодействия титана с компонентами, входящими в состав припоев, таких, как медь, никель, серебро, цинк и др (11!.
Сопротивление срезу соединений, паянных серебряными припоями, 10— 23 кгс/мк1', а предел выносливости о, на базе 10' циклов  — 20 кгс/л1ма. Охрупчивание титана под действием расплавленных серебряных припоев н получение низких прочностных свойств обусловлено образованием интерметаллических соединений типа Т!2Сц, Т)Аа, Т1 М н дР. Из многих сеРебРЯных пРипоев Рис, 4.
Изменение твердости и распределение химических элементов по сече- нию соединений из сплава ВТ20, паянных в вакууме: и — припой ПСр72, температура пайки 660' С, выдержка 15 мин; О . припой ПСР 92, температура пайки 920' С, выдержка 15 мин наибольшую прочность при пайке можно получить, применяя серебряные прнпои с ограниченным содержанием меди. Припои, содержащие до 28% Сц, такие как ПСр 72, ПСр 62, ПСрМО 68-27-5 образуют на границе титан — припой интерметаллические соединения с концентрацией меди до 35 — 40%, что приводит к снижению прочностных свойств паяных соединений.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
