DE2342774A1 - Bonding titanium - by combined diffusion and brazing process - Google Patents

Bonding titanium - by combined diffusion and brazing process

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DE2342774A1 DE19732342774 DE2342774A DE2342774A1 DE 2342774 A1 DE2342774 A1 DE 2342774A1 DE 19732342774 DE19732342774 DE 19732342774 DE 2342774 A DE2342774 A DE 2342774A DE 2342774 A1 DE2342774 A1 DE 2342774A1
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Abstract

A Ti honey-comb structure consists of a cove and facing sheet bonded by grain growth as a result of diffusion and transport across the joint, and of dissolution in the joint region of brazing material consisting of 38% Cu, 38% Ni, balance Ag, the brazing adding 1-5 gm per aq. st. of the bonded structure and being confined to the joint region.

Description

DIPL.-ING. KLAUS NEUBECKER L ° * ^ ' DIPL.-ING. KLAUS NEUBECKER L ° * ^ '

Patentanwalt
4 Düsseldorf 1 · Schadowplatz 9
Patent attorney
4 Düsseldorf 1 Schadowplatz 9

.Düsseldorf, 23. August 1973 73127Düsseldorf, 23 August 1973 73127

Rohr Industries, Inc.Rohr Industries, Inc.

Chula Vista, Kalifornien, V.St.A. Chula Vista, California, V.St.A.

Verfahren zur Verbindung von Titan und Legierungen auf Basis Titan mit Titan und Legierungen auf Basis Titan durch Diffusion bei flüssiger Grenzfläche Process for joining titanium and alloys based on titanium with titanium and alloys based on titanium by diffusion at a liquid interface

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Verbindung von Titan und Legierungen auf Basis Titan durch Diffusion bei flüssiger Grenzfläche und insbesondere auf Sandwich-Platten mit wabenartigem Kern, wobei von einer Flüssig-/Festzustand-Diffusion Gebrauch gemacht wird, um eine körperliche Verbindung zwischen den einander zugewandten bzw. miteinander korrespondierenden Flächen zusammengefügter Materialien herzustellen.The present invention relates generally to interconnection of titanium and alloys based on titanium through diffusion at a liquid interface and in particular on sandwich panels with a honeycomb core, with a liquid / solid state diffusion Use is made to establish a physical connection between those facing or corresponding to one another Create surfaces of joined materials.

Es sind Verfahren bekannt geworden, um Sandwich-Plattenanordnungen mit wabenartigem Aufbau durch Hartlötung-und Diffusion zu verbinden, die gesondert mit einem gewissen Maß an Erfolg eingesetzt werden konnten, sich jedoch im praktischen Betrieb aus nachstehend angegebenen Gründen nicht als vollständig zufriedenstellend erwiesen.Methods have become known for making sandwich panel assemblies to connect with honeycomb structure by brazing and diffusion, separately with a certain degree of success could be used, but are not completely satisfactory in practical operation for reasons given below proven.

Beim Hartlöten ist die Verschmelzung eines Füllmetalls oder einer Füllegierung erforderlich, die nach dem Schmelzen durch Kapillarwirkung in die stets vorhandenen Hohlräume längs der miteinander korrespondierenden Flächen der Grundmetallteile, die miteinander verbunden werden sollen, fließt. Dabei kommt es zu keiner Verschmelzung des Grundmetalls selbst. Bei dem Hartlöt-When brazing, the fusing of a filler metal or a filler alloy is required, which occurs after melting Capillary action in the cavities that are always present along the corresponding surfaces of the base metal parts, that are to be connected to each other flows. There is no fusion of the base metal itself.

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Telefon (Ο211) 32Ο8 58 Telegramme CustopatTelephone (Ο211) 32Ο8 58 telegrams Custopat

Vorgang wird somit ein weiteres Füllmetall (bzw. weitere Füllmetalle) zu dem Grundmetallsystem hinzugefügt, um eine .Verbindung dazwischen herzustellen. Dieses hinzugefügte Metall fließt nicht nur häufig zu Oberflächenbereichen, die außerhalb derjenigen liegen, die für die Herstellung der Hartlötverbindung benötigt werden, sondern es trägt auch erheblich zum Gewicht des Verbindungsaufbaus bei. So ist beispielsweise ein zusätzliches Gewicht von 50 bis 120 g/0,093 m2 für Sandwich-Platten mit Viabenstruktur üblich, für die eine 50 mil starke Hartlotlegierungs-Folie verwendet wird.During the process, another filler metal (or more filler metals) is added to the base metal system in order to establish a connection between them. Not only does this added metal often flow to surface areas outside of those needed to make the braze joint, it also adds significantly to the weight of the joint assembly. For example, an additional weight of 50 to 120 g / 0.093 m 2 is common for sandwich panels with a viaben structure, for which a 50 mil thick brazing alloy foil is used.

Füllmetalle, die nicht rasch in das Grundmetall diffundieren, werden als nicht-reaktiv angesehen, während solche Füllmetalle, die rasch in das Basismetall diffundieren, als reaktiv betrachtet werden. Das Füllmetall oder die Füllegierung hat einen Schmelzpunkt, der viel tiefer als der Schmelzpunkt des Grundmetalls der miteinander zu vereinigenden Teile liegt, und diese niedriger schmelzenden Füllmaterialien reagieren oft mit dem Grundmetall, unter entsprechender Beeinträchtigung dessen Eigenschaften. Beispielsweise läßt Titan sich nur schwer hartlöten, weil es in hohem Maße mit den meisten Füllmetallen reagiert. In vielen Fällen haben diejenigen Füllmetalle, die die Grundmetall- oder Basismetall-Eigenschaften nicht nennenswert beeinflussen, nicht die Merkmale, die notwendig sind, um in vollem Umfang von den Konstruktionseigenschaften wie Korrisionsbeständigkeit, Festigkeit gegenüber hohen Temperaturen und Zähigkeit Gebrauch machen zu können, wobei diese Eigenschaften normalerweise auf Grund der Basismetalle erhalten werden.Filler metals that do not quickly diffuse into the base metal, are considered non-reactive, while those filler metals that rapidly diffuse into the base metal are considered reactive will. The filler metal or alloy has a melting point that is much lower than the melting point of the base metal of the parts to be joined together, and these lower-melting filler materials often react with the base metal, with a corresponding impairment of its properties. For example, titanium is difficult to braze because it is in highly reactive with most filler metals. In many cases, those that have the base metal or filler metals Base metal properties do not significantly affect, do not the characteristics that are necessary to take full advantage of the construction properties such as corrosion resistance, strength to be able to use against high temperatures and toughness, these properties usually due to the Base metals are obtained.

Bei einer Diffusionsverbindung handelt es sich allgemein um einen Festzustand-Verbindungsvorgang, bei dem keine Verschmelzung auftritt, keine schädlichen Fremdkörper hinzugefügt werden und die Verbindung nur durch Eigendiffusion oder Festzustand-Reaktionen der Materialkomponenten unter Einhaltung entsprechender Bedingungen hinsichtlich Reinheit, Temperatur und Druck hergestelltA diffusion bond is generally about a solid state joining process in which no fusion occurs, no harmful foreign matter is added, and the connection only through self-diffusion or solid-state reactions the material components are manufactured in compliance with the appropriate conditions in terms of purity, temperature and pressure

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wird. Der Metal1-/Metallkontakt unter sehr hohem Druck ist für den Vorgang wesentlich und wird durch plastische Deformation der Komponenten erhalten, was im allgemeinen durch Materialwanderung bewirkt wird. Nachdem der Kontakt unter ultrareinen Bedingungen hergestellt worden ist, findet die Festzustand-Diffusion statt. Das Problem der Herstellung des Metall-/Metallkontakts unter den ultrareinen Bedingungen ist wesentlich. Einen Kontakt durch Materialwanderung zu erhalten, erfordert jedoch Zeit, wobei die Reinheit mit der Zeit nachläßt. Die Herstellung eines Metall-/Metallkontakts durch Fließverzug oder plastisches Fließen ist häufig unpraktisch, insbesondere bei Anwendung auf Sandwich-Plattenanordnungen mit Wabenstruktur.will. The metal / metal contact under very high pressure is for the process is essential and is obtained by plastic deformation of the components, which is generally due to material migration is effected. After contact is made under ultrapure conditions, the solid state diffusion takes place instead of. The problem of making the metal / metal contact under the ultra-pure conditions is significant. A However, it takes time to maintain contact by material migration, with purity deteriorating over time. The production metal / metal contact by flow distortion or plastic flow is often impractical, especially when applied to Sandwich panel arrangements with honeycomb structure.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein neues Verfahren zu schaffen, um eine stabilisierte Diffusionsverbindung zwischen zwei Teilen zu erhalten, die jeweils aus Titan oder einer Legierung auf Basis Titan bestehen. Die Verbindung soll dabei wünschenswerte Eigenschaften sowohl von Flüssigzustand- als auch von Festzustand-Diffusionsverbindungsverfahren vereinigen.The object of the present invention is to create a new method to create a stabilized diffusion connection between to obtain two parts, each made of titanium or an alloy based on titanium. The connection should thereby combine desirable properties of both liquid state and solid state diffusion bonding processes.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren zur Verbindung von Kernmaterial mit wabenartigem Aufbau mit Begrenzungslagen durch Diffusion bei flüssiger Grenzfläche, wobei das Kernmaterial und die Begrenzungslagen aus Titan oder einer Legierung auf Basis Titan bestehen, erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß auf die Kantenfläche des Kernmaterials aufeinanderfolgend zwei Schichten aus Nickel und Kupfer mit im wesentlichen gleichem Gewicht aufgebracht werden, um ein Diffusions-Brückenmaterial zu bilden, daß hierauf die miteinander korrespondierenden, durch das dazwischen befindliche Brückenmaterial zu verbindenden Flächen zusammengebracht und einem ausreichend positivenjDruck ausgesetzt werden, um die Lage und die Ausrichtung für die Verbindung aufrechtzuerhalten, und daß sodann, während die miteinander korrespondierenden Flächen so in einer Schutzatmosphäre gehalten werden, die Temperatur der Schutzatmosphäre erhöht wird,To solve this problem, a method for connecting core material with a honeycomb structure with boundary layers is through Diffusion at a liquid interface, with the core material and the boundary layers made of titanium or an alloy based on it Titanium consist, according to the invention, characterized in that two consecutive to the edge surface of the core material Layers of nickel and copper of substantially equal weight are applied to form a diffusion bridge material to form that thereupon the mutually corresponding to be connected by the bridging material in between Faces must be brought together and subjected to sufficient positive pressure to permit location and orientation for the joint to maintain, and that then, while the mutually corresponding surfaces so in a protective atmosphere are maintained, the temperature of the protective atmosphere is increased,

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so daß zunächst eine atomare Diffusion in den Metallschichten des Brückenmaterials und zwischen dem Brückenmaterial und dem Titan stattfindet, anschließend die durch die Diffusion gebildete eutektische Legierung zum Schmelzen gebracht wird und schließlich die Temperatur für eine bestimmte Zeit nach der Verfestigung der eutektischen Schmelze auf einem bestimmten Niveau oberhalb des Schmelzniveaus gehalten wird, um so das Brückenmaterial und das Titan in dem Bereich der Verbindung durch eine Festzustand-Diffusion dazwischen zu vermengen.so that initially an atomic diffusion in the metal layers of the bridge material and between the bridge material and the Titanium takes place, then the eutectic alloy formed by the diffusion is brought to melt and finally the temperature for a certain time after the solidification of the eutectic melt at a certain level above of the melting level is maintained so as to keep the bridge material and the titanium in the area of the joint by solid state diffusion to mix in between.

Erfindungsgemäß wird somit mit einem kombinierten Flüssigzustand- und Festzustand-Diffusionsvorgang gearbeitet, um Titan und Titanlegierungen miteinander zu verbinden, wobei die Probleme der DiffusionsVerbindungsvorgänge nach dem Stand der Technik im wesentlichen vermieden werden, während deren Vorteile beibehalten werden können. Speziell wird eine kleine Menge Nickel, Kupfer und Silber zwischen die miteinander korrespondierenden Kanten der miteinander zu vereinigenden Materialien gebracht, um eine Diffusionsbrücke zu bilden. Die dazwischengebrachten Metalle werden als Lagen aus Nickel, Kupfer, Silber, Kupfer und Nickel - in dia.ser Reihenfolge - oder als Legierungen dieser Metalle aufgebracht. Entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung werden die einzufügenden Metalle als Schichten aus Kupfer, Nickel und Kupfer - in dieser Reihenfolge - oder als Legierungen dieser Metalle aufgebracht. Die Materialien werden dann in einer Schutzatmosphäre von den Umgebungstemperaturen aus auf eine höhere Temperatur erwärmt, wobei die Festzustand-Diffusion, die bei der Erwärmung auftritt, eine eutektische Verbindung bildet, die für eine kurze Zeitdauer bei einer Temperatur, die niedriger als der Schmelzpunkt liegt, in den Liquidus-Bereich und den Beta-Transus-Bereich eines der an dem Vorgang beteiligten Metalle gelangt. Die Temperatur wird mit einer kontrollierten Geschwindigkeit bis auf einen vorgegebenen Wert erhöht und genügend lange gehalten, so daß die eutektische Schmelze sich wieder verfestigt und die Brückenmetalle und das Titan durch Festzustand-DiffusionAccording to the invention, a combined liquid-state and solid-state diffusion process is used to produce titanium and titanium alloys to each other, the problems of diffusion bonding processes of the prior art essentially can be avoided while maintaining their benefits. Specifically, a small amount of nickel, copper and Silver brought between the mutually corresponding edges of the materials to be united to a To form diffusion bridge. The metals in between are made up of layers of nickel, copper, silver, copper and nickel - in this order - or as alloys of these metals upset. According to a second embodiment of the invention are the metals to be inserted as layers of copper, nickel and copper - in this order - or as alloys these metals applied. The materials are then in a protective atmosphere from ambient temperatures to a higher temperature heated, with the solid state diffusion that When heating occurs, a eutectic compound forms which for a short period of time at a temperature lower than that than the melting point, into the liquidus area and the beta-transus area of one of the metals involved in the process got. The temperature is increased at a controlled rate up to a predetermined value and for a sufficiently long time held so that the eutectic melt solidifies again and the bridge metals and titanium by solid state diffusion

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weiter vermengt werden, tun die Bildung einer vorgegebenen Legierung an der Verbindungsstelle zu ermöglichen. Die Wärmequelle wird dann unwirksam gemacht, und die Temperatur wird über eine vorgegebene Abkühlperiode auf Umgebungstemperatur abgesenkt, wobei die SchutzatmosphäEe aufrechterhalten wird.are further blended, doing the formation of a given alloy to allow at the junction. The heat source is then disabled, and the temperature is over a The specified cooling period is reduced to the ambient temperature, whereby the protective atmosphere is maintained.

Die Einschaltung der Brückenmaterialien zwischen die miteinander korrespondierenden, miteinander zu verbindenden Flächen erfolgt vorzugsweise durch Aufbringen einer dünnen Lage der ausgewählten Metalle oder Legierungen auf die Kanten des Kerns mit wabenartigem Aufbau in laminarer Form. Dieses Aufbringen kann mit Hilfe jeder geeigneten Einrichtung wie einer Bürste (Dalic) oder Tauch-Elektroplattierung, Aufdampfen und Pulver-Flammensprühen erfolgen, wobei dem Tauch-Elektroplattiexen der Vorzug zu geben ist und dieses Verfahren eine Kontrolle des Volumens und des Aufbringens der plattierten Materialien ermöglicht.The bridging materials are inserted between the corresponding surfaces to be connected to one another preferably by applying a thin layer of the selected metals or alloys to the edges of the honeycomb-like core Structure in laminar form. This application can be carried out using any suitable means such as a brush (Dalic) or dip electroplating, Vapor deposition and powder flame spraying are carried out, preference being given to immersion electroplating and this method enables control of the volume and application of the clad materials.

Der Hauptzweck der Brücke besteht darin, einen Metall-/Metallkontakt und eine resultierende Diffusionsbrücke zwischen den miteinander korrespondierenden Flächen zu bilden, so daß ein atomarer Transport bewirkt und die Nach-Festzustand-Diffufon beschleunigt und somit eine stabilisierte Diffusionsverbindung rasch erzielt wird, außerdem kleine Ausrundungen gebildet werden, um die Eigenschaften des zusammengefügten Aufbaus hinsichtlich Ermüdung, Abscherung sowie tangentialer Zugspannungen zu verbessern. The main purpose of the bridge is to make a metal / metal contact and to form a resulting diffusion bridge between the mutually corresponding surfaces, so that a atomic transport causes and accelerates the post-solid state diffufon and thus a stabilized diffusion bond is achieved quickly, and small fillets are also formed in order to improve the properties of the assembled structure Improve fatigue, shear and tangential tensile stress.

Zur Festlegung des Komponentenaufbaus vor dessen Verbindung durch den kombinierten Flüssiggrenzflächen-Diffusionsvorgang nach der vorliegenden Erfindung können verschiedene bekannte Hilfsmittel eingesetzt werden. Ebenso können verschiedene bekannte Hilfsmittel zur Erwärmung eingesetzt werden, wobei der Erwärmung in einem ausgeprägten Vakuum der Vorzugfzu geben ist.To determine the component structure before connecting it the combined liquid interface diffusion process according to the In the present invention, various known auxiliaries can be used. Various known tools can also be used can be used for heating, heating in a pronounced vacuum being preferred.

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Eine wirksame Reinigung des Titans stellt eine wichtige Phase bei dem Gesamtvorgang der Plattierung und Flüssiggrenzflächen-Diffusions verbindung des Sandwich-Plattenaufbaus mit wabenartigem Kern dar, um eine Verunreinigung des Titans zu verhindern.Effective cleaning of the titanium is an important phase in the overall process of plating and liquid interface diffusion connection of the sandwich panel structure with honeycomb-like Core to prevent contamination of the titanium.

Die Erzeugung einer flüssigen Grenzfläche an den korrespondierenden Flächen der Titan- bzw. Titanlegierungs-Teile, die durch Diffusion miteinander vereinigt werden sollen, dient zur Bildung der Diffusionsbrücke und zur beschleunigten atomaren Diffusion zwischen den miteinander zu verbindenden Teilen, ohne daß dadurch die Eigenschaften der Grundmaterialien beeinträchtigt oder aber das Gewicht nennenswert erhöht würde. Dadurch kann gegenüber bekannten Verfahren die Gesamt-Gewichtszunähme bei der Verbindung eines Titan-Kernmaterials mit zugehörigen Begrenzungslagen verringert werden. The creation of a liquid interface on the corresponding surfaces of the titanium or titanium alloy parts, which are to be united by diffusion, serves to form the diffusion bridge and to accelerate atomic diffusion between the parts to be connected without affecting the properties of the base materials impaired or the weight would increase significantly. As a result, compared to known methods, the overall increase in weight when connecting a titanium core material with associated boundary layers can be reduced.

Bei dem Diffusionsverbindungsvorgang nach der Erfindung kann der endgültig erhaltene Aufbau eine Kornbildung der Grundmaterialien über die Verbindung hinweg aufweisen, während die Hartlotmetalle im Verbindungsbereich, miteinander vermengt sind. In the diffusion bonding process according to the invention, the structure finally obtained can have grain formation of the base materials across the connection, while the brazing metals in the connection area are mixed with one another.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is explained below using an exemplary embodiment explained in more detail in connection with the accompanying drawing. In the drawing show:

Fig. 1 eine mikrografische Wiedergabe des wahren Oberflächenzustands der eigentliche Teile; 1 shows a micrograph of the true surface condition of the actual parts;

Fig. 2 eine mikrografische Wiedergabe der flüssigen Grenzfläche und der Diffusionsbrücke an den miteinander korrespondierenden Flächen der miteinander zu vereinigenden Teile, entsprechend dem Verfahren nach der vorliegenden Erfindung; 2 shows a micrographic representation of the liquid interface and the diffusion bridge on the mutually corresponding surfaces of the parts to be united, in accordance with the method according to the present invention;

Fig. 3 ein Diagramm des Atomtransports der Grundmaterialien, 3 shows a diagram of the atomic transport of the basic materials,

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wie er durch die Diffusionsbrücke bewirkt wird, wobei dieses Diagramm zusätzlich die Vermengung der Brückenmaterialien erkennen läßt;as it is effected by the diffusion bridge, this diagram additionally showing the confusion who reveals bridge materials;

Fig. 4 in stark vergrößertem Maßstab ein Teil-Schliffbild eines Kantenbereichs eines Kernelements mit Wabenstruktur, das die aufeinanderfolgenden Plattierungen mit unterschiedlichen Metallen in einer bevorzugten Reihenfolge für die Bildung der flüssigen Grenzfläche an mindestens einer der miteinander korrespondierenden Flächen zeigt, die mittels der vorliegenden Erfindung miteinander verbunden werden sollen; und4 shows, on a greatly enlarged scale, a partial micrograph of an edge region of a core element with a honeycomb structure, that the successive plating with different metals in a preferred Sequence for the formation of the liquid interface on at least one of the with each other shows corresponding surfaces that are connected to one another by means of the present invention should be; and

Fig. 5 ein Diagramm eines typischen Verbindungszyklus,Fig. 5 is a diagram of a typical connection cycle;

wie er sich bei der Verwirklichung des kombinierten Flüssiggrenzflächen-Diffusionsverbindungsvorgangs nach der vorliegenden Erfindung ergibt.as it turns out in the realization of the combined liquid interface diffusion bonding process according to the present invention.

Die Fig. 1 zeigt die miteinander zu verbinden Teile A und B, die weder vollständig eben noch sauber sind. Die mikrografischen Bereiche der Teile A undiö sind dabei mit vielfacher Vergrößerung wiedergegeben. Um eine Diffusionsverbindung, wie sie an der Grenzfläche zwischen A und B angedeutet ist, zu erhalten, müssen die Teile in einen ultrareinen Zustand gebracht werden, und es müssen dann hoher Druck und Temperatur über eine längere Zeitdauer ausgeübt werden, ohne eine bleibende Verformung oder eine Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften auszulösen, wie sich das aus einer überlangen Beanspruchung, einer unzulässig hohen Temperatur oder einem unzulässig hohen Druck ergeben könnte.Fig. 1 shows the parts A and B to be joined together, which are neither completely flat nor clean. The micrographic Areas of parts A undiö are magnified many times over reproduced. In order to obtain a diffusion connection, as it is indicated at the interface between A and B, must the parts are brought into an ultra-clean state, and there must then be high pressure and temperature for a prolonged period of time be exercised without causing permanent deformation or a deterioration in mechanical properties, such as that could result from excessive stress, an impermissibly high temperature or an impermissibly high pressure.

Entsprechend .Verfahren nach dem Stand der Technik kann eine Verbindung durch Eigendiffusion entweder bei kontrollierter Fließspannung erfolgen, d. h. unter Verwendung von Brücken, die die Haterialfestiykeit bei der Verbindungstemperatur überschreiten,According to the prior art method, a connection by intrinsic diffusion either with controlled flow stress, d. H. using bridges that support the Exceed material strength at the connection temperature,

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oder aber bei kontrollierter Materialwanderung, wobei eine verlängerte Zeitdauer benötigt wird, um einen Metall-/Metallkontakt zwischen den Grenzflächen-Hohlräumen zu schaffen, ehe eine atomare Diffusion beginnen kann. Das Fließverfahren mit plastischem Fluß erfordert ultrareine Oberflächenbedingungen, aber wegen der verhältnismäßig kurzen Beanspruchungszeiten und der hohen Druckbelastung der Teile besteht eine geringere Gefahr, daß die miteinander verbundenen Teile eine Beeinträchtigung ihrer physikalischen Eigenschaften infolge der Anwesenheit atmosphärischer Verunreinigungen erleiden. Im Gegensatz dazu sind die mit langsamer, kontrollierter Materialwanderung ablaufenden Verfahren in Bezug auf die Oberflächenreinheit kritisch, und außerdem erfordern sie eine Schutzatmosphäre oder ein starkes Vakuum, um eine Verunreinigung und eine Beeinträchtigung der Eigenschaften zu verhindern. Bei beiden Verfahren wird von einem plastischem Fliessen der miteinander zu vereinigenden Komponenten Gebrauch gemacht. Das mit kontrollierter Fließspannung arbeitende Verfahren erfordert verhältnismäßig kurze Zeiten bei der erhöhten Temperatur und ist daher zu bevorzugen, jedoch sind hohe Drücke und die Einhaltung sehr reiner Bedingungen bei Temperaturen im Bereich von 77°C notwendig. Das mit kontrollierter Fließspannung arbeitende Verfahren erfordert einen großen Kostenaufwand für die notwendigen Maschinen, mit deren Hilfe die hohen Drücke auf die miteinander zu verbindenden Teile ausgeübt werden müssen, während diese sich auf hoher Temperatur befinden. Daher müssen auch diese Maschinen von Verunreinigungen frei sein. Das mit kontrollierter Materialwanderung arbeitende Verfahren erfordert extrem lange Zeiten, um zu dem plastischen Fliessen zu gelangen, bei dem ein atomarer Kontakt der Komponenten erhalten wird. Während der langandauernden Behandlung bei hoher Temperatur nimmt das Titan Sauerstoff und andere Verunreinigungen auf, die dieses Verfahren relativ ungeeignet machen.or with controlled material migration, where an extended period of time is required, around a metal / metal contact to create between the interfacial voids before atomic diffusion can begin. The flow method with plastic flow requires ultra-pure surface conditions, but because of the relatively short exposure times and the high pressure load on the parts, there is less risk of that the interconnected parts have a deterioration in their physical properties due to the presence suffer from atmospheric pollution. In contrast, those with slow, controlled material migration are occurring Process critical in terms of surface cleanliness, and besides, they require a protective atmosphere or a strong one Vacuum to prevent contamination and deterioration in properties. In both cases, one plastic flow of the components to be combined made use of. The one that works with controlled flow stress Processes require relatively short times at the elevated temperature and are therefore preferred, but are high Pressures and the observance of very pure conditions at temperatures in the range of 77 ° C are necessary. That with controlled Flow stress working method requires a great expense for the necessary machines, with the help of which the high Pressures must be applied to the parts to be joined while they are at a high temperature. Therefore these machines must also be free from contamination. The process, which works with controlled material migration, requires extremely long times to get to the plastic flow in which an atomic contact of the components is maintained will. During the long-term treatment at high temperature, the titanium absorbs oxygen and other impurities, which make this process relatively unsuitable.

Fig. 2 und 3 geben grafisch Merkmale und daraus folgernde Effekte wieder, die für den Flüssiggrenzfläche-Diffusionsverbindungsvorgang nach der vorliegenden Erfindung und die dadurch erhalteneFigures 2 and 3 graphically depict features and consequential effects associated with the liquid interface diffusion bonding process according to the present invention and that obtained thereby

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Verbindung typisch sind.Connection are typical.

In Fig. 2 repräsentiert der Bereich L das Brückenmaterial, das zunächst flüssig und kurz danach fest geworden ist, was dadurch geschieht, daß eine kleine Menge Brückenmaterial auf die Angriffsfläche mindestens eines der beiden miteinander zu verbindenden Teile A oder B gebracht wird und dann die Teile und das dazwischen gebrachte Brückenmaterial mindestens auf die eutektische Temperatur erwärmt werden. Es sei darauf hingewiesen, daß die Hohlräume der Fig. 1 gefüllt worden sind, wenn das Brückenmaterial flüssig geworden ist.In Fig. 2, the area L represents the bridge material that at first liquid and shortly afterwards it has become solid, which happens because a small amount of bridge material is on the attack surface at least one of the two parts A or B to be joined together is brought and then the parts and that in between Bred bridge material are heated to at least the eutectic temperature. It should be noted that the cavities of Fig. 1 have been filled when the bridge material has become liquid.

Die Temperatur wird auf einen VJert oberhalb etwa 87O°C, vorzugsweise 930° bis 95O°C erhöht, jedoch in jedem Fall unterhalb des Beta-Transus-Bereiches der Titanlegierung gehalten, und zwar für eine Zeitdauer, die ausreicht, um die eutektische Legierung wieder festjwerden zu lassen und die Festzustand-Diffusion fortzuführen, wie das in Fig. 3 bei D angedeutet ist. The temperature is increased to a value above about 870 ° C., preferably 930 ° to 950 ° C., but in any case kept below the beta-transus range of the titanium alloy for a period of time sufficient to restore the eutectic alloy to solidify and to continue the solid state diffusion, as indicated in FIG. 3 at D.

Eine bevorzugte Reihenfolge bei der Aufbringung der Brückenmaterialien zur Verwirklichung der Erfindung ist mit Fig. 4 gezeigt, die in stark vergrößertem Maßstab ein Schliffbild des Kantenbereiches des Titan-Kernmaterials mit den nacheinander darauf aufgebrachten Plattierungen zeigt. Diese Plattierungen enthalten aufeinanderfolgend eine Nickel-Lage 83, eine Kupfer-Lage 84, eine Silber-Lage 85, eine Kupfer-Lage 86 sowie eine Nickel-Lage 87. Die proportionalen Gesamtmengen der Plattierungsmetalle sind 38 bis 45 % Nickel, 38 bis 45 % Kupfer und 10 bis 24 % Silber. Bevorzugte Prozentsätze für die Nickel-Lage 83, die Kupfer-Lage 84, die Silber-Lage 85, die Kupfer-Lage 86 sowie die Nickel-Lage 87 sind 21 %, 21 %, 16 %f 21 * bzw, 21 %.A preferred sequence in the application of the bridge materials for realizing the invention is shown with FIG. 4, which shows, on a greatly enlarged scale, a micrograph of the edge area of the titanium core material with the platings applied one after the other. These platings contain, in sequence, a layer of nickel 83, a layer of copper 84, a layer of silver 85, a layer of copper 86 and a layer of nickel 87. The proportional total amounts of the plating metals are 38 to 45% nickel, 38 to 45% Copper and 10 to 24% silver. Preferred percentages for the nickel layer 83, the copper layer 84, the silver layer 85, the copper layer 86 and the nickel layer 87 are 21%, 21%, 16% f 21 * and 21%, respectively.

Die Gesamtdicke der Grenzflächenplattierung sollte vorzugsweise nicht größer sein, als dies für eine ausreichende Diffusion mit dem Basismaterial notwendig ist, um eine gute Verbindungezusammensetzung zwischen 88 bis 100 % Titan oder einer Legierung an derThe total thickness of the interface plating should preferably be not be larger than is necessary for sufficient diffusion with the base material in order to achieve a good connection composition between 88 to 100% titanium or an alloy on the

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Verbindungsstelle zu erhalten'. Um ein Material mit Wabenstruktur mit einer bahnartigen Lage zu verbinden, sind 1 bis 5 g Brückenmaterial je 0,093 m des Wabenstruktur-Kernmaterials erforderlich Um eine bahnartige Lage mit einer bahnartigen Lage zu verbinden,Liaison to get '. In order to connect a material with a honeycomb structure to a sheet-like layer, 1 to 5 g of bridge material are required required for each 0.093 m of the honeycomb core material To connect a sheet-like layer with a sheet-like layer,

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sind 6 bis 12 g Brückenmaterial je 0,93 m der miteinander korrespondierenden Flächen notwendig.are 6 to 12 g of bridge material per 0.93 m of the corresponding Space necessary.

Nach dem Zusammenfügen der Plattenbestandteile und deren Festlegung werden diese Teile zur Erwärmung in eine Schutzatmosphäre gebracht. Der ErwärTmngszyklus hängt von dem Aufbau der Teile ab. Die Geschwindigkeit der Aufheizung hängt von den thermischen Gradienten innerhalb des Systems ab. Herkömmlicherweise werden die thermischen Gradienten auf einem verhältnismäßig niedrigen Wert gehalten. Wie mit Fig. 5 gezeigt, wird die Temperatur im Ofen mit einer Geschwindigkeit von etwa 55°C (100°F) /min auf etwa 76O°C erhöht, wobei dann die thermischen Gradienten auf etwa 28°C oder weniger gebracht worden sein sollten. Die Aufheizgeschwindigkeit wird daher jetzt abgesenkt, bis die thermischen Gradienten weniger als 12°C ausmachen, wenn die Teile die Temperatur von 87O°C erreichen. Eine Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit bein Anstieg der Temperatur von 76O0C auf 87O°C mit 12°C/min hat sich als annehmbar erwiesen. Während dieser Zeitdauer reagieren die Kupfer- und Silberanteile des Brückenmaterials mitteinander, so daß sie ein "Mus" aus Flüssig- und Festanteilen bilden, wodurch, das Diffusionsvermögen der Brückenraaterialien und des Titans bei höheren Temperaturen beschleunigt werden.After the panel components have been joined and fixed, these parts are heated in a protective atmosphere. The heating cycle depends on the structure of the parts. The rate of heating depends on the thermal gradients within the system. Conventionally, the thermal gradients are kept at a relatively low value. As shown in Figure 5, the temperature in the furnace is increased to about 76O ° C at a rate of about 55 ° C (100 ° F) / min, at which point the thermal gradients should have been brought to about 28 ° C or less . The heating rate is therefore now reduced until the thermal gradients are less than 12 ° C when the parts reach the temperature of 870 ° C. A temperature rise rate including increase in the temperature of 76o C to 87O 0 ° C and 12 ° C / min has been found to be acceptable. During this period of time, the copper and silver components of the bridge material react with one another, so that they form a "mush" of liquid and solid components, which accelerates the diffusivity of the bridge materials and the titanium at higher temperatures.

Bei der Temperatur von 87O°C wird die Aufheizgeschwindigkeit auf etwa 1,1°C/min herabgesetzt, um die thermischen Gradienten unter Kontrolle zu halten und den Brückenmaterialien Zeit für die Diffusion zu lassen. Die Temperatur wird mit dieser Geschwindigkeit im Bereich von 927°C bis 954°C erhöht. Während dieser Zeit wird die eutektische Zusammensetzung für Titan, Kupfer und Nickel durch Diffusion erreicht und das eutektische Flüssigmaterial gebildet, so daß das Flüssigmaterial oder dieAt the temperature of 870 ° C, the heating rate lowered to about 1.1 ° C / min in order to keep the thermal gradients under control and the bridge materials time for to let the diffusion. The temperature is increased at this rate in the range of 927 ° C to 954 ° C. While this time the eutectic composition for titanium, copper and nickel is achieved by diffusion and the eutectic Liquid material formed so that the liquid material or the

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Schmelze die stets vorhandenen Hohlräume zwischen den miteinander zu verbindenden Flächen vollständig ausfüllt und einen ganz kleinen Füllkörper bildet. Die Zeit der Bildung von Flüssigmaterial ist deshalb so kurz, weil die fortlaufende Diffusion des Titans die Zusammensetzung der Schmelze rasch von der eutektischen Zusammensetzung in eine angereicherte Titanverbindung ändert. Das ruft eine isothermische Verfestigung hervor. Der verbundene oder "gebondete" Aufbau wird auf der erhöhten Temperatur gehalten/ um eine maximale Diffusion des Brückenmaterials weg von der Verbindungsstelle zu ermöglichen. Wie aus Fig. 5 ersichtlich, ist die Zeitdauer für die Diffusion des Brückenmaterials weg von der Verbindungsstelle temperaturabhängig. Vorzugsweise wird mit einer Temperatur von 927°C 90 Minuten lang gearbeitet, wobei es sich versteht, daß längere Behandlungsdauern für eine noch weitergehende Diffusion des Brückenmaterials weg von der Verbindungsstelle sorgen. Ebenso ist es offensichtlich, daß höhere Temperaturen für eine raschere Diffusion sorgen, jedoch vergrößern solche höheren Temperaturen das Risiko, daß der Beta-Transus-Bereich der Titanverbindung überschritten wird.Melt the cavities that are always present between the surfaces to be connected and completely fill one forms small packing. The time it takes for liquid material to form is so short because of the continuous diffusion of titanium the composition of the melt changes rapidly from the eutectic composition to an enriched titanium compound. That causes isothermal solidification. The connected or "bonded" structure is held at the elevated temperature / to allow maximum diffusion of the bridge material away from the junction. As can be seen from Fig. 5, the Time for the diffusion of the bridge material away from the connection point depends on the temperature. Preferably with a Temperature of 927 ° C worked for 90 minutes, whereby it is understands that longer treatment times will provide even more diffusion of the bridge material away from the junction. It is also evident that higher temperatures provide more rapid diffusion, but such higher temperatures increase the risk of exceeding the beta transus range of the titanium compound.

Es wird nun der Kühlzyklus durchlaufen, wobei dieser Vorgang von den thermischen Gradienten abhängt, die zu unerwünschten Restspannungen in einem Teil führen können. Es ist daher allgemein üblich, so rasch wie möglich abzukühlen, ohne nennenswerte thermische Gradienten auftreten zu lassen, die zu einem Werfen und thermischen Spannungen führen könnten. Es ist eine Abkühlgeschwindigkeit von weniger als 28°C/min auf eine Temperatur von 65ü°C notwendig, worauf dann die Abkühlgeschwindigkeit auf bis zu 55°C je Minute erhöht werden kann. Bei Beginn des Zyklus hat das verwendete ausgeprägte Vakuum einen Wert in der Größenordnung von 10~5 Torr, und dieses Vakuum steigt dann während der sekundären Diffusionsphase und der Phase der kontrollierten Abkühlung auf einen Wert von etwa 10~6 Torr an, der auch beibehalten wird. Nachdem 538°C oder weniger erreicht worden sind, kann das System mit einer inerten Atmosphäre belüftet werden, wenn dies zur Beschleunigung des Abkühlvorgangs gewünscht wird. Das Teil wird derThe cooling cycle is now run through, this process depending on the thermal gradients, which can lead to undesirable residual stresses in a part. It is therefore common practice to cool as quickly as possible without allowing significant thermal gradients to occur which could lead to warping and thermal stresses. A cooling rate of less than 28 ° C / min to a temperature of 65 ° C is necessary, after which the cooling rate can be increased up to 55 ° C per minute. At the beginning of the cycle, the strong vacuum used has a value in the order of 10 -5 Torr, and this vacuum then increases during the secondary diffusion phase and the phase in the controlled cooling down to a value of about 10 -6 Torr, which is also retained . After reaching 538 ° C or less, the system can be vented with an inert atmosphere if desired to expedite the cooling process. The part becomes the

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Einwirkung der Umgebungsluft nicht ausgesetzt, ehe es sich nicht auf einer Temperatur unterhalb 150°C befindet.Exposure to the ambient air before it is not is at a temperature below 150 ° C.

Eine zweite bevorzugte Reihenfolge für das Aufbringen der Brückenmaterialien in Verwirklichung der Erfindung ist mit Fig. 4 wiedergegeben, die eine Zeichnung eines stark vergrößerten Schliffbildes des Kantenbereiches des Titan-Kernmaterials mit den aufgebrachten aufeinanderfolgenden Plattierungen ist, wobei die beiden äußeren Lagen als nicht vorhanden zu betrachten sind. Diese Plattierungen enthalten aufeinanderfolgend die Kupfer-Lage 84, die Nickel-Lage 85 und die Kupfer-Lage 86. Die proportionalen Gesamtanteile der Plattierungsmetalle sind 4O bis 60 % Nickel und 60 bis 40 % Kupfer, wobei einer Zusammensetzung von 50 zu 50 der Vorzug zu geben. Die Hälfte des Kupfers ist in jeder der beiden Lagen 84 und 86 aufgebracht.A second preferred sequence for applying the bridge materials in practicing the invention is with 4 shows a drawing of a greatly enlarged micrograph of the edge area of the titanium core material with the successive claddings applied, the two outer layers being considered absent are. These platings contain, in sequence, the copper layer 84, the nickel layer 85 and the copper layer 86. The proportional total proportions of the plating metals are 40 to 60% nickel and 60 to 40% copper, with a composition of 50 to 50 being preferred. Half the copper is in each of the two layers 84 and 86 applied.

Die Gesamtstärke der Grenzflächen-Plattierung sollte vorzugsweise nicht größer sein, als das für eine ausreichendejbiffusion mit dem Basismaterial erforderlich ist, so daß eine gute Verbindungs-Zusammensetzung von 88 % bis 100 % der Basislegierung-Zusammensetzung an der Verbindungsstelle gebildet wird. Um Wabenmaterial mit einer bahnartigen Lage zu verbinden, sind 1 bis 5 g des Brückenmaterials für O/93m2 des Wabenstruktur-Materials erforderlich. Um eine bahnartige mit einer bahnartigen Lage zu verbinden, sind 6 bis 12g Brückenmaterial je O?93 m der miteinander korrespondierenden Flächen erforderlich.The total thickness of the interfacial plating should preferably not be greater than that required for sufficient diffusion with the base material so that a good joint composition of 88% to 100% of the base alloy composition is formed at the joint. In order to connect honeycomb material with a sheet-like layer, 1 to 5 g of the bridge material are required for O / 93m 2 of the honeycomb structure material. In order to connect a sheet-like with a sheet-like layer, 6 to 12 g of bridge material are required for each 93 m of the corresponding surfaces.

Nach dem Zusammenfügen der Bestandteile des Plattenaufbaus und deren gegenseitiger Festlegung wird der Aufbau zur Erwärmung in eine Schulatmosphäre gebracht. Der Aufheizzyklus hängt von dem Aufbau der Teile und der Massenverteilung ab. Die Aufheizgeschwindigkeit hängt von den thermischen Gradienten Innerhalb des Systems ab. Herkömmlicherweise werden die thermischen Gradienten auf einem verhältnismäßig niedrigen Wert gehalten. Wie mit Fig. gezeigt, wird die Temperatur im Ofen mit einer GeschwindigkeitAfter assembling the components of the plate structure and their mutual determination, the structure is brought into a school atmosphere to warm up. The heating cycle depends on the Structure of the parts and the mass distribution. The heating rate depends on the thermal gradient within the Systems. Conventionally, the thermal gradients are kept at a relatively low value. As with Fig. shown, the temperature in the oven is at a rate

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von etwa 55°C (1000F)/min auf etwa 76O°C erhöht, wobei dann die thermischen Gradienten auf etwa 28°C oder weniger gebracht worden sein sollten. Die Aufheizgeschwindigkeit wird daher jetzt abgesenkt, bis die thermischen Gradienten weniger als 12°C ausmachen, wenn die Teile die Temperatur von 87O°C erreichen. Eine Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit beim Anstieg der Temperatur von 76O°C auf 87O°C mit 12°C/min hat sich als annehmbar erwiesen.(100 0 F) / raised to about 76o ° C of about 55 ° C min, and then the thermal gradient should be brought to about 28 ° C or less. The heating rate is therefore now reduced until the thermal gradients are less than 12 ° C when the parts reach the temperature of 870 ° C. A rate of temperature increase as the temperature rises from 76O ° C to 870 ° C at 12 ° C / min has been found to be acceptable.

Die weitere Aufheizung und Abkühlung der Verbindung erfolgt dann in der gleichen Weise wie zuvor schon in Verbindung mit Fig. 5 im Hinblick auf Fig. 4 für den Fall der fünflagigen Beschichtung mit den Schichten 83 bis 87 beschrieben.The connection is then further heated and cooled in the same way as previously in connection with FIG. 5 with regard to FIG. 4 for the case of the five-layer coating with layers 83 to 87.

Die Erfindung stellt damit ein Verfahren zur Diffusionsverbindung von Titan zur Verfügung, bei dem die Notwendigkeit entfällt, das Basismaterial entweder durch Materialwanderungs- oder aber Fließbeanspruchung zu verziehen und das sich mit geringeren Kosten und in einer kürzeren Zeit verwirklichen läßt, als dies bisher möglich war.The invention thus provides a method for diffusion bonding of titanium, which eliminates the need to replace the base material either by material migration or by flow stress to be forgiven and that can be achieved at lower cost and in a shorter time than was previously possible was.

Patentansprüche: Patent claims :

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Claims (17)

- 14 Patentansprüche ; - 14 claims; Γ1./Verfahren zur Verbindung von Kernmaterial mit wabenartigem Aufbau mit bahnartigen Begrenzungslagen durch Diffusion bei flüssiger Grenzfläche, wobei das Kernmaterial und die Begrenzungslagen aus Titan oder einer Legierung auf Basis Titan bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Kantenfläche des Kernmaterials aufeinanderfolgend zwei Schichten aus Nickel und Kupfer mit im wesentlichen gleichem Gewicht aufgebracht werden, um ein Diffusions-Brückenmaterial zu bilden, hierauf die miteinander korrespondierenden, durch das dazwischen befindliche Brückenraaterial zu verbindenden Flächen zusammengebracht und einem ausreichend starken Druck ausgesetzt werden, um die Lage und die Ausrichtung für die Verbindung aufrechtzuerhalten, und sodann, während die untereinander korrespondierenden Flächen so in einer Schutzatmosphäre gehalten werden, die Temperatur der Schutzatmosphäre erhöht wird, so daß zunächst eine atomare Diffusion in den Metallschichten des Brückenmaterials und zwischen dem Brückenmaterial und dem Titan stattfindet, anschließend die durch die Diffusion gebildete eutektische Legierung zum Schmelzen gebracht wird und schließlich die Temperatur fUr eine bestimmte Zeit nach der Verfestigung der eutektischen Schmelze auf einem bestimmten Niveau oberhalb des Schmelzniveaus gehalten wird, um so das Brückenmaterial und das Titan in dem Bereich der Verbindung durch eine Festzustand-Diffusion dazwischen zu vermengen.Γ1. / Method for joining core material with a honeycomb structure with web-like boundary layers through diffusion liquid interface, the core material and the boundary layers being made of titanium or an alloy based on titanium, characterized in that two layers of nickel and successively on the edge surface of the core material Copper of substantially equal weight can be applied to form a diffusion bridge material, then with each other corresponding surfaces to be connected by the bridge material located in between and brought together Apply sufficient pressure to maintain the position and alignment for the connection and then, while the mutually corresponding surfaces are kept in a protective atmosphere, the temperature the protective atmosphere is increased, so that initially a atomic diffusion takes place in the metal layers of the bridge material and between the bridge material and the titanium, then the eutectic alloy formed by the diffusion is brought to melt and finally the temperature for a certain time after the solidification of the eutectic melt at a certain level above the Melting levels are maintained so that the bridge material and the titanium in the area of the connection through a solid state diffusion to mix in between. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten aufeinanderfolgend als Kupfer-, Nickel- und Kupfer-Lage ausgebildet sind.2. The method according to claim 1, characterized in that the Layers are formed successively as copper, nickel and copper layers. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich im wesentlichen die Hälfte der Gesamtkupfermenge in jeder der beiden Kupferlagen befindet.3. The method according to claim 2, characterized in that substantially half of the total amount of copper in each of the both copper layers. 509815/0464509815/0464 4, Verfahren nach einem derlAnsprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht der Schichten etwa 1 ] Wabenstruktur-Kernmaterials ausmacht.4, method according to one of the claims 1-3, characterized in that that the weight of the layers is about 1] honeycomb core material. 2 daß das Gewicht der Schichten etwa 1 bis 5 g je 0,093 m des2 that the weight of the layers is about 1 to 5 g per 0.093 m of the 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Nickel-Lage und die Kupfer-Lagen jeweils 40 bis 60 % des Gesamtgewichtes der Schichten ausmachen.5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that the nickel layer and the copper layers each make up 40 to 60% of the total weight of the layers. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Brückenmaterial an der Grenzfläche der mitein- ander korrespondierenden Flächen weniger als 12 Gew% des Materials an der Grenzfläche ausmacht.6. The method according to any one of claims 1-5, characterized in that that the bridge material at the interface of the mutually corresponding surfaces is less than 12% by weight of the Material at the interface. 7. Verfahren zur Verbindung von bahnartigen Begrenzungslagen durch Diffusion bei flüssiger Grenzfläche, wobei die bahnartigen Begrenzungslagen aus Titan oder einer Legierung auf Basis Titan bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine Fläche einer bahnartigen Begrenzungslage aufeinanderfolgend als Beschichtung zwei Metallejunter Bildung eines Diffusions-Brückenmaterials aufgebracht, hierauf die miteinander korrespondierenden, miteinander zu verbindenen Flächen mit dem dazwischen befindlichen Brückenmaterial zusammengebracht und einem ausreichend positiven Druck ausgesetzt werden, um die Lage und die Ausrichtung für die Verbindung aufrechtzuerhalten, und daß sodann, während die miteinander korrespondierenden Flächen so in einer Schutzatmosphäre gehalten werden, die Temperatur der Schutzatmosphäre erhöht wird, so daß zunächst eine atomare Diffusion in den Metallschichten des Brückenmaterials und zwischen dem Brückenmaterial und dem Titan stattfindet, anschließend die durch die Diffusion gebildete eutektische Legierung zum Schmelzen gebracht wird und schließlich die Temperatur für eine bestimmte Zeit nach der Verfestigung der eutektischen Schmelze auf einem bestimmten Niveau oberhalb des Schmelzniveaus gehalten wird, um so das Brückenmaterial und das Titan in dem Bereich der Verbindung durch eine Festzustand-7. Method for connecting web-like boundary layers by diffusion at a liquid interface, with the web-like boundary layers made of titanium or an alloy Based on titanium, characterized in that a sheet-like delimitation layer follows one another on one surface two metals as a coating to form a diffusion bridge material applied, then the corresponding surfaces to be connected to one another with the bridging material located in between are brought together and subjected to sufficient positive pressure to prevent the Maintain location and orientation for the connection and that then, while the mutually corresponding surfaces are kept in a protective atmosphere, the temperature the protective atmosphere is increased, so that initially an atomic diffusion in the metal layers of the bridge material and takes place between the bridge material and the titanium, then the eutectic alloy formed by the diffusion is brought to melt and finally the temperature for a certain time after the solidification of the eutectic melt is kept at a certain level above the melt level, so as to remove the bridge material and the Titanium in the area of the connection by a solid state 509815/0464509815/0464 Diffusion dazwischen zu vermengen, wobei die beiden Metalllagen Nickel und Kupfer sind.Mix diffusion in between, the two metal layers Nickel and copper are. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten aufeinanderfolgend als Kupfer-, Nickel- und Kupfer-Lage ausgebildet sind.8. The method according to claim 7, characterized in that the layers successively as a copper, nickel and copper layer are trained. 9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich im wesentlichen die Hälfte der Gesamtkupfermenge in jeder der beiden Kupferlagen befindet.9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that essentially half of the total amount of copper is in each of the two copper layers. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet,10. The method according to any one of claims 7-9, characterized in that daß das Gewicht der Beschichtung etwa 6 bis 12 g je 0,093 m der miteinander korrespondierenden Flächen ausmacht.that the weight of the coating is about 6 to 12 g per 0.093 m which makes up corresponding surfaces. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzatmosphäre sich im Bereich von etwa 10~5 bis 10~6 Torr befindet, wobei die Temperatur mit einer Geschwindigkeit von etwa 55°C/min auf etwa 76O°C und dann mit einer Geschwindigkeit von etwa 12°c/auf etwa 87O°C und schließlich mit einer Geschwindigkeit von etwa 1,1°C/min auf etwa 927 bis 954°C erhöht wird.11. A method according to any one of claims 1 - 10, characterized in that the protective atmosphere is in the range of about 10 -5 to 10 -6 Torr, the temperature at a rate of about 55 ° C / min to about 76o ° C and then increasing at a rate of about 12 ° C / min to about 870 ° C and finally at a rate of about 1.1 ° C / min to about 927 to 954 ° C. 12. Nach einem Verfahren nach einem derAnsprüche 1-11 hergestelle Diffusions-Verbindung, mit einem wabenartigen Aufbau aus Titan oder einer Legierung auf Basis Titan sowie einer damit verbundenen bahnartigen Begrenzungslage aus Titan oder einer Legierung auf Basis Titan, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Verbindung zwischen dem wabenartigen Aufbau und der bahnartigen Begrenzungslage Kornwachstum des Basis-Titans als Ergebnis atomarer Diffusion und atomaren Transports des Basis-Titans durch den Verbindungsbereich und einer Vermengung innerhalb des Verbindungsbereiches mit einem Flüssiggrenzflächen-Diffusions-Brückenmaterial mit Kupfer in der Größenordnung von 50 % und Nickel in der Größenordnung von 5O %12. Diffusion connection produced by a method according to one of claims 1-11, with a honeycomb structure made of titanium or an alloy based on titanium as well as an associated sheet-like boundary layer made of titanium or an alloy based on titanium, characterized in that the area of the connection between the honeycomb-like structure and the web-like boundary layer grain growth of the base titanium as a result of atomic diffusion and atomic transport of the base titanium through the connection area and an amalgamation within the junction area with a liquid interface diffusion bridge material with copper in the order of 50% and nickel in the order of 50% 509815/0464509815/0464 aufweist, wobei zwischen etwa 1 bis 5 g pro 0,093 m des "gebondeten" Aufbaus hinzugefügt sind und die bahnartige Begrenzungslage außerhalb des Verbindungsbereiches im wesentlichen frei von den Brückenmaterialien ist.having between about 1 to 5 g per 0.093 m des "bonded" structure are added and the web-like boundary layer outside the connection area essentially is free from the bridge materials. 13.Nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1-11 hergestellte Diffusions-Verbindung, mit einem wabenartigen Aufbau aus Titan oder einer Legierung auf Basis Titan sowie einer damit verbundenen bahnartigen Begrenzungslage aus Titan oder einer Legierung auf Basis Titan, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der Verbindung zwischen dem wabenartigen Aufbau und der bahnartigen Begrenzungslage Kornwachstum des Basis-Titans als Ergebnis atomarer Diffusion und atomren Transports des Basis-Titans durch den Verbindungsbereich und einer Vermengung innerhalb des Verbindungsbereiches mit einem Flüssiggrenzflächen-Diffusions-Brückenmaterial mit Kupfer in der Größenordnung von 38 bis 45 %, Nickel in der Größenordnung13. Produced by a method according to any one of claims 1-11 Diffusion connection, with a honeycomb structure made of titanium or an alloy based on titanium and a associated web-like boundary layer made of titanium or an alloy based on titanium, characterized in that the area of the connection between the honeycomb-like structure and the web-like boundary layer grain growth of the base titanium as a result of atomic diffusion and transport of the base titanium through the junction area and commingling within the junction area with a liquid interface diffusion bridge material with copper on the order of 38 to 45%, nickel on the order of magnitude &u£wg d. s t von 38 bis 45 % und Silber in der Größenordnung von 24 bis 10 %, wobei zwischen etwa 1 bis 5 g pro 0,093 m des "gebondeten" Aufbaus hinzugefügt sind und die bahnartige Begrenzungslage außerhalb des Verbindungsbereichs im wesentlichen frei von den Brückenmaterialien ist.& u £ wg d. s t from 38 to 45% and silver in the order of 24 to 10%, with between about 1 to 5 g per 0.093 m of the "bonded" Structure are added and the web-like boundary layer outside the connection area is essentially free of the Bridge materials is. 14.Aufbau nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen etwa 88 bis 100 % Titan oder eine Legierung auf Basis Titan enthält.14. Aufbau according to claim 12 or 13, characterized in that the compound contains between about 88 to 100% titanium or a titanium-based alloy. 15.Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 4, 6, 7, 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung zusätzlich eine Silber-Lage aufweist.15.Verfahren according to any one of claims 1-4, 6, 7, 11, characterized characterized in that the coating additionally has a silver layer. 16.Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Silber 10 bis 24 % des Gesamtgewichts der Beschichtung ausmacht und die Nickel- und Kupfer-Lagen im wesentlichen gleiches Gewicht haben und 76 bis 90 % des Gesamtgewichts der Beschich-16.Verfahren according to claim 15, characterized in that the Silver makes up 10 to 24% of the total weight of the coating and the nickel and copper layers are essentially the same Weight and 76 to 90% of the total weight of the coating 509815/0464509815/0464 - 18 tung ausmachen.- 18 turn off. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung aufeinanderfolgend eine Nickel-Lage, eine Kupfer-Lage, eine Silber-Lage, eine Kupfer-Lage sowie eine Nickel-Lage aufweist.17. The method according to claim 16, characterized in that the Coating successively a nickel layer, a copper layer, a silver layer, a copper layer and a nickel layer having. KN/aw 5KN / aw 5 509815/0464509815/0464 LeerseiteBlank page
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