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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Diffusionsbonden bzw. Diffusionsfügen mit
einer flüssigen Grenzfläche. Insbesondere
betrifft die Erfindung eine mit einer flüssigen Grenzfläche diffusionsgefügte Zusammensetzung,
umfassend wenigstens einen metallischen (z.B. Titan) Wabenkern,
welcher an ein zugewandtes metallisches (z.B. Titan) Blech bzw.
Bogen bzw. eine Deckschicht gebunden ist, wobei eine Folienzwischenschicht
umfassend Zirkonium, Kupfer, Nickel und Titanium verwendet wird,
um die Stoßfläche des
Wabenkerns und die Stoßfläche des
zugewandten Bogens miteinander zu verbinden, indem es bei der Bindetemperatur flüssig gehalten
wird und dadurch eine flüssige
Zwischenfläche
bildet, um das Diffusionsbonden des Kerns und des zugewandten Bogens
zu bewirken. Die Zusammensetzung und das Verfahren dieser Erfindung
sind geeignet, wenn hochfeste, leichte Materialien gefordert werden,
wie in Strukturen für
die Luftfahrt und die Raumfahrt.
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Lötverbindungsverfahren
und Diffusionsbonden zur Verbindung von Sandwichelementen bzw. -panel mit
einem Wabenkern und anderen Titanstrukturen sind Fachleuten auf
dem Gebiet bekannt. Wie jedoch zum Beispiel in dem U.S. Patent Nr.
3,768,985 und 3,769,101 beschrieben, haben sich solche Löt- und Diffusionsbondverfahren
noch nicht als vollständig
befriedigend gezeigt, insbesondere zur Verbindung von auf Titanium basierenden
Bestandteilen, wie das Verbinden eines Wabenkern aus Titanmaterial
mit einem zugewandten Titanblech. Bezugnehmend auf die Probleme,
die mit solchen Löt- und Diffusionsverfahren
zusammenhängen, beschreibt
das U.S. Patent Nr. 3,768,985 ein kombiniertes Löt- und Diffusionsverfahren,
welches als ein Diffusionsverfahren mit flüssiger Grenzfläche (LID)
bezeichnet wird, um einen Titanwabenkern und einen zugewandten Titanblech
zu verbinden. Ein Lötmaterial
oder Füllstoffmaterial
umfassend 38% Cu, 38% Ni und einen Rest Ag (in Bezug auf das Gewicht)
wird zwischen die Stoßflächen des
Wabenkerns und des zugewandten Blechs angeordnet, und das Lötmaterial
wird bei der Löttemperatur
flüssig
gehalten, um eine flüssige
Zwischenfläche
zwischen den Stoßflächen zu
bilden, wodurch der gewünschte
Metall-zu-Metall Kontakt hergestellt wird, so dass der atomare Transport
bewirkt werden kann und die Diffusion beschleunigt wird. Zusätzlich beschreibt
das U.S. Patent Nr. 3,769,101 ein LID Verfahren, wobei eine geringe
Menge von drei oder mehr ausgewählten
Materialien zwischen den Stoßkanten
des Materials angeordnet wird, welche miteinander verbunden werden
sollen, um eine Diffusionsbrücke
zu bilden. Das ausgewählte
Metall kann Cu, Ni und Ag, oder Cu, Ni und ein Metall mit niedrigem
Schmelzpunkt sein, gewählt
aus der Gruppe bestehend aus Sb, Bi, Cd, Sn, Zn, Au und Pt.
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Die
US 6149051 und
US 5199051 offenbaren Lötverfahren,
wobei an die Stoßflächen der
Bleche keine Wabenkerne gelötet
werden, und wobei das Lötmaterial
spezifische Mengen an Zr, Cu, Ni und Ti enthält.
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Die
Verwendung von amorphen auf Ti basierenden Lötlegierungen für das Diffusionsbonden
dünner Blechstrukturen
aus Titan und dessen Legierungen ist in B. A. Kalin et al. „Brazing
Thin Sheet Structures of Titanium Alloys Using CTEMET Amorphous
Brazing Alloys" in
Welding International, S. 234–35
(1997) beschrieben. Es sind jedoch relativ kurze Bindezeiten (d.h.
5–30 Minuten)
beschrieben, wodurch das Maß der atomaren
Diffusion und Homogenisierung der Verbindung beschränkt wird,
welche zwischen dem Wabenkern und dem zugewandten Blech gebildet
wird.
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Obwohl
die oben beschriebenen LID Verfahren geeignet sind, um die Probleme
zu überwinden,
die mit den herkömmlichen
Löt- und
Diffusionsbondverfahren zusammenhängen, gibt es verschiedene
zusätzliche Probleme,
die mit dem LID Verfahren selbst zusammenhängen. Zum Beispiel ist es häufig schwierig;
eine ausreichende Bindung zwischen falsch angepassten Stoßflächen zu
erzielen. Zusätzlich
kann auch das Entbinden bzw. die Trennung der Oberflächen nach
dem anfänglichen
Binden stattfinden, wodurch nach der Verarbeitung Reparaturen notwendig
werden, wie die Einführung
von Stiften oder dergleichen um die Oberflächen mit einer ausreichenden
mechanischen Ingetrität
zu verbinden. Im Hinblick auf das Vorgenannte wäre es wünschenswert, ein LID Verfahren
einzusetzen, welches in der Lage ist falsch angepassten Stoßflächen ausreichend
zu verbinden, und wodurch das Auftreten von Trennungen der anfänglich gebundenen
Oberflächen
reduziert werden, und damit die begleitende Notwendigkeit Stifte
und dergleichen zu verwenden, um die Oberflächen ausreichend zu verbinden.
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Diese
Erfindung verwendet relativ dicke (0,02–0,03, vorzugsweise ungefähr 0,025
mm (0,0008–0,0012,
vorzugsweise ungefähr
0,001 Inch)) Folienzwischenschichten aus einer Legierung, wobei
Cu und Ni mit Ti und Zr verdünnt
sind. Dies ermöglicht
eine dickere Lötfolienzwischenschicht,
als mit einer Legierung möglich
wäre, die
nur Cu und Ni enthält,
insbesondere bei Anwendungen, die das Verbinden von dünnen Titanwabenkörpermaterialien
umfassen. Die dicke Folienzwischenschicht bietet die Vorteile, dass
die Trennungen von falsch angepassten Stoßflächen verringert werden können. Die
ver dünnte
Zusammensetzung unterstützt
auch das Verdünnungsverfahren
während
des Bindens. Des Weiteren steigern die längeren Bindedauern (d.h. wenigstens
3 Stunden), die zur Herstellung der Zusammensetzung dieser Erfindung
verwendet werden, das Maß der
atomaren Diffusion und Homogenisierung der Verbindung, die zwischen
dem Wabenkern und dem zugewandten Blech gebildet wird.
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Es
ist eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zum Diffusionsbonden
mit einer flüssigen
Grenzfläche
bereitzustellen, wobei wenigstens ein metallischer Wabenkern mit
einem zugewandten metallischen Blech verbunden wird, wobei eine
Folienzwischenschicht umfassend Zirkonium, Kupfer, Nickel und Titan
verwendet wird, um die Stoßflächen des
Wabenkerns und des zugewandten Blechs zu verbinden, indem es bei der
Bindetemperatur flüssig
wird und dadurch eine flüssige
Grenzfläche
bildet, um das Diffusionsbonden des Kerns und des zugewandten Blechs
zu bewirken. Die in dieser Erfindung verwendete Zusammensetzung
ermöglicht
vorteilhafterweise das Verbinden solcher metallischer Bestandteile,
einschließlich
des Verbindens von falsch angepassten Stoßflächen dieser Bestandteile, und
reduziert das Auftreten von Trennungen der anfänglich verbundenen Oberflächen und
der begleitenden Notwendigkeit, Stifte und dergleichen zu verwenden, um
die Oberflächen
ausreichend zu verbinden. Das Verfahren dieser Erfindung ist bei
Anwendungen geeignet, bei welchen hohe Festigkeit, leichte Materialien
notwendig sind, wie bei Strukturen der Luftfahrt und Raumfahrt.
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Gemäß der Erfindung
wird ein Verfahren zum Diffusionsbonden mit einer flüssigen Grenzfläche bereitgestellt,
umfassend:
- (a) Bereitstellen eines metallischen
Wabenkerns mit einer Stoßfläche und
ein zugewandtes metallisches Blech bzw. Bogen mit einer Stoßfläche;
- (b) Aufeinandersetzen der Stoßflächen des Wabenkerns und der
Stoßfläche des
zugewandten Blechs und Bereitstellen einer Metallfolie zwischen
diesen;
- (c) Unterwerfen der Stoßflächen und
der zwischen diesen angeordneten Metallfolie einem ausreichenden positiven
Druck, um die Position und die Ausrichtung beim Zusammenfügen beizubehalten;
und
- (d) Erwärmen
der Stoßflächen und
der zwischen diesen angeordneten Metallfolie in einer schützenden
Atmosphäre
für wenigstens
3 Stunden auf eine Tempera tur in dem Bereich von 927–982°C (1.700–1800°F), um ein
Schmelzen der Metallfolie zu bewirken;
dadurch gekennzeichnet,
dass die Metallfolie 10,5–12,5
Gew.-% Zirkonium, 20–24
Gew.-% Kupfer, 10,5–16 Gew.-%
Nickel umfasst, wobei der Rest Titan ist.
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In
besonders bevorzugten Ausführungsformen
des Verfahrens der Erfindung, ist der Wabenkern ein Wabenkern aus
Titan, das zugewandte Blech ist ein zugewandtes Blech aus Titan,
und die Metallfolie wird durch ein schnelles Befestigungsverfahren
oder ein Schmelzspinnverfahren gebildet. Das Verfahren der Erfindung
ist für
Anwendungen geeignet, bei welchen hochfeste, leichte Materialien
gefordert werden, wie in Strukturen für die Luftfahrt und Raumfahrt.
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Die
Erfindung wird im Folgenden durch ein Beispiel weiter beschrieben,
wobei auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen wird, wobei:
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1 eine
graphische Darstellung des Diffusionsbondens von Teilen unter idealen
Bedingungen zeigt.
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2 eine
graphische Darstellung der wahren Oberflächenbedingungen der echten
Teile zeigt.
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3 eine
graphische Darstellung einer typischen gelöteten Verbindung darstellt.
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4 einen
Ausschnitt entlang der Linie 4-4 aus 3 zeigt.
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5 eine
graphische Darstellung der Bedingung der vollständigen Verdünnung des Lötfüllmaterials aus 4 zeigt.
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6 eine
graphische Darstellung der flüssigen
Zwischenfläche
und der Diffusionsbrücke
an der Stoßfläche der
zu bindenden Teile zeigt, gemäß des Verfahrens
der vorliegenden Erfindung.
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7 eine
graphische Darstellung der atomaren Diffusion und des atomaren Transports
der Basismaterialien zeigt, welche durch die Diffusionsbrücke aus 6 bewirkt
wird.
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8 eine
graphische Darstellung des atomaren Transports aus 7 darstellt
und zusätzlich
die Verdünnung
der Brückenmaterialien
zeigt.
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9A und 9B Gefügebilder
der Zusammensetzungen des Vergleichsbeispiels 1 und des Beispiels
1 zeigen.
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Wie
zum Beispiel in dem U.S. Patent Nr. 3,768,985 und 3,769,101 offenbart,
ist ein LID Verfahren ein Diffusionsverfahren mit kombiniertem flüssigen und
festen Zustand zum Verbinden verschiedener Strukturen, insbesondere
solcher, welche aus Titan gebildet sind. Im Folgenden wird auf die 1–8 Bezug
genommen, welche den 1–8 in jedem
der U.S. Patente Nr. 3,768,985 und 3,769,101 entsprechen.
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In
der theoretischen Darstellung in 1 wird angenommen,
dass die Teile A und B perfekt flach und rein sind und perfekt entlang
ihrer gemeinsamen Oberflächen
oder der Zwischenfläche
C zusammenpassen. Bei solchen idealen Bedingungen ist der Abstand
zwischen den Teilen mit dem interatomaren Abstand zwischen Metallatomen
vergleichbar, und die unmittelbare Verbindung der Teile würde auftreten,
ohne eine atomare Diffusion notwendig zu machen. Tatsächlich sind
die Teile weder perfekt flach noch sauber. Wie in 2 dargestellt,
wobei die Gefügebereiche
der Teile A und B mit einer vielfachen Vergrößerung dargestellt sind, unterscheidet
sich die tatsächliche
RMS 20 Oberflächenbedingung
des Teils A von der nominellen flachen Oberfläche CA,
und die tatsächliche
RMS 8 Oberflächenbedingung
des Teils B unterscheidet sich auch von der nominellen flachen Oberfläche CB. Um das Diffusionsbinden, wie in 1 dargestellt,
zu erzielen, wird es normalerweise notwendig, eine ultrareine Bedingung
beider Teile einzuführen,
und einen hohen Druck und Temperatur für ausgedehnte Zeiträume einzusetzen,
ohne eine starke Deformation und Verschlechterung der mechanischen
Eigenschaften zu bewirken, welche aus der Verwendung des langen
Zeitraums, Temperatur oder Druck resultieren könnten.
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Eine
typische gelötete
Verbindung einer Sandwich-Struktur mit Wabenkern ist in den 3 und 4 dargestellt,
aus welchen deutlich wird, dass die Wabenkernwand 20 mit
dem zugewandten Blech 21 durch die Lötlegierung 22 verbunden
ist, welche vorteilhafterweise die verbindungsfestigenden Kehlen 23 und 24 bildet, jedoch
auch häufig
die unerwünschten
ausgedehnten Bereiche 25, 26 und 27, 28 erzeugt,
welche deutlich zu dem Gewicht der Panelstruktur beitragen. Die
Lötlegierung
fügt tatsächlich einen
zusätzlichen
Bestandteil zu dem verbundenen Aufbau hinzu, und dieser Bestandteils
weist häufig
nicht die gewünschten
physikalischen Eigenschaften der Grundmaterialien auf.
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Die
Zickzacklinien 29 und 30, welche in den 3 und 4 an
der Zwischenfläche
der Lötlegierung 22 mit
dem Kern 20 und mit dem zugewandten Blech 21 dargestellt
sind, stellen einen Zustand dar, wobei mehr oder weniger des Lötmaterials,
als ein Ereignis des Lötverfahrens,
in die Grundmaterialien diffundiert ist oder mit diesen reagiert
hat. Eine Bedingung, bei welcher entweder die gesamte Lötlegierung
vollständig
mit den Grundmaterialien reagiert hat oder zwischen diesen verdünnt wurde,
ist durch 31 in 5 dargestellt, wobei eine unerwünschte Zone
bereitgestellt wird, in welcher die Verschlechterung der physikalischen
Eigenschaften der Sandwichpanelstruktur aufgetreten ist.
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6 bis 8 zeigen
graphische Merkmale und resultierende Wirkungseigenschaften des
kombinierten Löt-Diffusionsbondverfahren
der vorliegenden Erfindung und der dadurch erzeugten Verbindung.
In 6 stellt die Line L eine flüssige Zwischenfläche an den
Stoßflächen der
Teile A und B dar, welche die Leerräume zwischen zwei Flächen auffüllt, dargestellt
in 2 an den Oberflächen dieser Teile, so dass
der Metall zu Metall Kontakt, welcher für das Diffusionsbonden wichtig
ist, hergestellt wird.
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Wenn
die flüssige
Zwischenfläche
und die resultierende Diffusionsbrücke aufgebaut wurde, findet
die atomare Diffusion statt, wie durch D in 7 dargestellt;
und das heißt
ein atomarer Transport der Grundmaterialien der Teile A und B tritt über die
Verbindung auf, dargestellt durch die flüssige Zwischenfläche L. Die Diffusion
tritt zu dem Zeitpunkt auf, der als sekundäre oder Nachdiffusionsphase
des LID Verfahrens bezeichnet wird. Des Weiteren tritt während dieser
Diffusionsphase die Verdünnung
durch die Diffusion der flüssigen Zwischenfläche oder
des Diffusionsbrückenmaterials 11 in
dem Bereich der Diffusionsverbindung D auf, wie durch DL in 8 dargestellt.
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Das
LID Bindeverfahren dieser Erfindung umfasst:
- (a)
Bereitstellen eines metallischen Wabenkerns mit einer Stoßfläche und
eines metallischen zugewandten Bogens bzw. Blechs mit einer Stoßfläche;
- (b) Aufeinandersetzen der Stoßfläche des Wabenkerns und der
Stoßfläche des
zugewandten Blechs, und Bereitstellen einer Metallfolie zwischen
diesen, umfassend 10,5–12,5
Gew.-% Zirkonium, vorzugsweise ungefähr 12 Gew.-% Zirkonium, 20–24 Gew.-%
Kupfer, vorzugsweise ungefähr
24 Gew.-% Kupfer, 10,5–16 Gew.-%
Nickel, vorzugsweise ungefähr
12 Gew.-% Nickel und Rest Titan;
- (c) Unterwerten der Stoßflächen und
der zwischen diesen angeordneten Metallfolie einem ausreichenden positiven
Druck, um die Position und die Ausrichtung beim Zusammenfügen beizubehalten,
und
- (d) Erwärmen
der Stoßflächen und
der zwischen und der zwischen diesen angeordneten Metallfolie in
einer schützenden
Atmosphäre
auf eine Temperatur in dem Bereich von 927–982°C (1.700–1.800°F), vorzugsweise ungefähr 638°C (ungefähr 1.720°F), für wenigstens
3 Stunden, vorzugsweise 3 bis 6 Stunden, um ein Schmelzen der Metallfolie
zu bewirken.
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Obwohl
nicht darauf beschränkt,
ist das Verfahren dieser Erfindung besonders geeignet für das Verbinden
von Wabenkernsandwichpanelstrukturen, gebildet aus Titan und dessen
Legierungen. Demzufolge sind in besonders bevorzugten Ausführungsformen
des Verfahrens der Erfindung der Wabenkern ein Titanwabenkern und
das zugewandte Blech ein zugewandtes Titanblech.
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Wie
oben beschrieben, ist die in dieser Erfindung zur Verbindung des
metallischen Wabenkerns und des metallischen zugewandten Blechs
verwendete Metallfolie eine Metallfolie, umfassend 10,5–12,5 Gew.-% Zirkonium,
vorzugsweise ungefähr
12 Gew.-% Zirkonium, 20–24
Gew.-% Kupfer, vorzugsweise ungefähr 24 Gew.-% Kupfer, 10,5–16 Gew.-%
Nickel, vorzugsweise ungefähr
12 Gew.-% Nickel und Rest Titan. In einer besonders bevorzugten
Ausführungsform
dieser Erfindung ist die Metallfolie eine amorphe, schnellverfestigte oder
schmelzgesponnene Metallfolie, geformt durch ein schnelles Verfestigungsverfahren
oder ein Schmelzspinnverfahren. Metallfolien, welche in dieser Erfindung
eingesetzt werden, umfassen solche, die in dem U.S. Patent Nr. 4,221,257
beschrieben sind und amorphe Lötlegierung
CTEMET 1201, erhältlich
von Mifi-Ameto Moskau, Russland. Die Metallfolie weist typischerweise
eine Dicke in dem Bereich von 0,02–0,03 mm (0,0008–0,0012
Inch), und vorzugsweise eine Dicke von ungefähr 0,025 mm (0,001 Inch).
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In
dem Verfahren dieser Erfindung wird die Metallfolie zwischen der
Stoßfläche des
Wabenkerns und der Stoßfläche des
zugewandten Blechs angeordnet, und ein ausreichender positiver Druck
wird eingesetzt, so dass der Aufbau dies Position und die Ausrichtung
der verschiedenen Aufbauelemente zum Zusammenfügen beibehält. Eine geeignete Befestigungs-
oder Werkzeuganordnung, zur Durchführung derselben ist in 10 dargestellt, und ist auch in 11 und Spalte 8, Zeile 32 bis Spalte 9,
Zeile 22 des U.S. Patentes 3,768,985 beschrieben. Andere Befestigungsanordnungen,
die zusammen mit dieser Erfindung verwendet werden können, umfassen
den Einsatz von positivem Druck durch Flex-Weight Belastung, unterschiedlichen Gasdruck
(beschrieben in dem U.S. Patent Nr. 5,199,631) und den Einsatz von
unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Befestigungseinrichtungen
(wie in dem U.S. Patent Nr. 4,429,824 beschrieben.
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Während solch
ein positiver Druck dem Zusammenbau zur Verfügung gestellt wird, wird der
Zusammenbau in einer schützenden
Atmosphäre,
wie einem Vakuumofen, auf eine Temperatur in dem Bereich von 927–982°C (1.700–1.800°F), besonders
bevorzugt ungefähr
938°C (1.720°F) für wenigstens
3 Stunden erwärmt,
um ein Schmelzen der Metallfolie zu bewirken, und ein Verbinden
der Stoßflächen des
Wabenkerns und des zugewandten Blechs. In einer bevorzugten Ausführungsform
wird der Aufbau auf eine Temperatur von 927–982°C (1.700–1.800°F) für wenigstens 3 Stunden erwärmt und
anschließend
auf Raumtemperatur abgekühlt.
In einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird der Aufbau
auf eine Temperatur von ungefähr 938°C (1.720°F erwärmt und
bei dieser Temperatur für
3–6 Stunden
gehalten und anschließend
auf Raumtemperatur abgekühlt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird der Aufbau
in einer schützenden
Atmosphäre,
wie einem Vakuumofen, mit einer Heizrate von ungefähr 5,6°C je Minute
(10°F je
Minute) auf eine Temperatur von ungefähr 704°C (1.300°F) erwärmt, und anschließend des
Weiteren mit einer Heizrate von ungefähr 2,8°C je Minute (5°F je Minute)
auf eine Temperatur von ungefähr
938°C (1.720°F) für ungefähr 3–6 Stunden
erwärmt,
gefolgt von dem Abkühlen
des Aufbaus auf Raumtemperatur.
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Das
Verfahren dieser Erfindung führt
zu der Bildung einer diffusionsgebundenen Zusammensetzung mit flüssiger Zwischenfläche umfassend
einen metallischen Wabenkern und ein zugewandtes metallisches Blech,
welches damit verbunden ist, wobei der Bereich der Verbindung zwischen
diesen eine Zwischenfläche umfasst,
umfassend ungefähr
10,5–12,5
Gew.-% Zirkonium, vorzugsweise ungefähr 12 Gew.-% Zirkonium, ungefähr 20–24 Gew.-%
Kupfer, vorzugsweise ungefähr
24 Gew.-% Kupfer, ungefähr
10,5–16
Gew.-% Nickel, vorzugsweise ungefähr 12 Gew.-% Nickel und Rest
Titan. Die Zwischenfläche
wird durch das Diffusionsbonden mit flüssiger Zwischenfläche der
oben beschriebenen Metallfolie an dem metallischen Wabenkern und dem
zugewandten metallischen Blech gebildet. Während späterer Stufen des Verfahrens,
nach der flüssigen Zwischenfläche, jedoch
vor dem Abkühlen
auf Raumtemperatur, wird die Struktur homogenisiert, so dass die chemische
Zusammensetzung der Zwischenfläche
deutlicher die des Kerns und des zugewandten Blechmaterials wiedergibt.
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Das
Verfahren dieser Erfindung wird des Weiteren durch die folgenden
Beispiele dargestellt, welche die Erfindung auf keine Weise beschränken sollen.
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Beispiel 1
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Ein
LID diffusionsgebundenes Panel wurde aus einem 0,51 mm (0,020 Inch)
dicken festen Ti-6-4 zugewandten Blech, einem 12,7 mm (0,5 Inch)
hohen Kern aus 0,089 mm (0,0035 Inch) dicken Ti-3-2,5 Folienband
und einem zweiten 0,51 mm (0,020 Inch) dicken festen Ti-6-4 zugewandten
Blech hergestellt, indem die Stoßflächen des Kerns und der zugewandten
Bleche aufeinander gelegt wurden, mit einer 0,025 mm (0,001 Inch)
dicken Metallfolie mit einer nominalen Zusammensetzung von 12 Gew.-%
Zr, 24 Gew.-% Cu, 12 Gew.-% Ni und Rest Ti (erhältlich als CTEMET 1201). Der
Aufbau wurde einem ausreichenden positiven Druck unterworfen, um
die Position und die Ausrichtung für das Zusammenfügen beizubehalten,
und der Aufbau wurde in einem Vakuumofen wie folgt erwärmt:
- (1) Erwärmt
bei 5,6°C
je Minute (10°F
je Minute) bis auf eine Temperatur von 1.300°F (704°C);
- (2) Nachfolgendes Erwärmen
mit 2,8°C
je Minute (5°F
je Minute) bis auf eine Temperatur von 938°C (1.720°F);
- (3) Gehalten bei 938°C
(1.720°F)
für 2 Stunden;
und
- (4) Abgekühlt
auf Raumtemperatur.
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Die
mechanischen Eigenschaften der gebundenen Panele des Beispiels 1
(dieser Erfindung) und des Vergleichsbeispiels 1 sind in Tabelle
1 angeführt.
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Vergleichsbeispiel 1
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Ein
LID diffusionsgebundenes Panel wurde hergestellt aus 0,51 mm (0,020
Inch) dicken festen Ti-6-4 zugewandten Blech, einem 12,7 mm (0,5
Inch) hohen Kern aus 0,089 mm (0,0035 Inch) dicken Ti-3-2,5 Folienband
und einem zweiten 0,0051 mm (0,020 Inch) dicken festen Ti-6-4 Flächenblech
indem die Stoßflächen des
Kerns und der Flächenbleche
aufeinander gelegt wurden, mit einer 0,0051 mm (0,0002 Inch) dicken
Metallfolie mit einer nominalen Zusammensetzung von 50 Gew.-% Cu,
50 Gew.-% Ni. Der Aufbau wurde einem ausreichenden positiven Druck
unterworfen, um die Position und die Ausrichtung beim Zusammenfügen beizubehalten,
und der Aufbau wurde in einem Vakuumofen wie folgt erwärmt:
- (1) Erwärmt
bei 5,6°C
je Minute (10°F
je Minute) bis auf eine Temperatur von 1.300°F (704°C);
- (2) Nachfolgendes Erwärmen
mit 2,8°C
je Minute (5°F
je Minute) bis auf eine Temperatur von 938°C (1.720°F);
- (3) Gehalten bei 938°C
(1.720°F)
für 2 Stunden;
und
- (4) Abgekühlt
auf Raumtemperatur.
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Die
mechanischen Eigenschaften der verbundenen Panele bzw. Elemente
aus Beispiel 1 (vorliegende Erfindung) und dem Vergleichsbeispiel
1 sind in der Tabelle 1 angeführt: Tabelle
1
- 1. Werte für
Proben mit 0,41 mm (0,016 Inch) dicke perforierte Deckschicht, 12,9
mm (0,507 Inch) dicken Ti-3-2,5 Kern, 0,51 mm (0,020 Inch) feste
Deckschicht.
- 2. Berichtigte Werte werden gemäß der militärischen Anforderungen erhalten,
welche von dem US Verteidigungsministerium veröffentlicht werden. Die angegebenen
berichtigten Werte stellen eine Zuverlässigkeit zur Verfügung, dass
90% der Teile die zugesicherten Eigenschaften mit einem Maß aufweisen,
welches dem angegebenen Maß entspricht
oder darüber
liegt. Typischerweise liegen die berichtigten Werte unter den Mittelwerten.
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Obwohl
diese Erfindung unter Bezugnahme auf verschieden spezifische Ausführungsformen
beschrieben wurde, wird Fachleuten auf diesem Gebiet klar sein,
dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen durchgeführt
werden können,
welche in den Umfang der Erfindung fallen, wie durch die Ansprüche definiert.
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Bei
den hier angegebenen Werte, wurden die Messungen in Fahrenheit,
inch, psi und ksi durchgeführt, und
die Umwandlungen in Celsius, Millimeter und Pascal wurden später berechnet.
Daher besitzen die gemessenen ersteren Werte Vorrang vor den späteren abgeleiteten
Werten.
