MD164Y - Procedeu de lipire a aliajelor dure sinterizate si a otelurilor carbon. - Google Patents

Abstract

Inventia se refera la procedeele de lipire a aliajelor, in particular la un procedeu de lipire prin aliere cu scantei a aliajelor dure sinterizate si a otelurilor carbon. Procedeul, conform inventiei, include depunerea pe suprafata de lipit, prin aliere cu scantei, la o frecventa a impulsurilor de 200…500 Hz si durata de 200…400 µs, a unui strat de acoperire intermediar, care nu este un material de lipit, spoirea si lipirea ulterioara a stratului obtinut cu aliaje usor fuzibile, cu utilizarea unui flux de colofoniu.

Description

Invenţia se referă la procedeele de lipire a aliajelor, în particular la un procedeu de lipire prin aliere cu scântei a aliajelor dure sinterizate şi a oţelurilor carbon.

Este cunoscut faptul că pe suprafaţa oţelurilor inox şi a aliajelor refractare se formează nişte pelicule de oxizi cu o compoziţie complicată, formate din oxizi de crom, de aluminiu şi de titan. Dificultatea principală la lipirea pieselor confecţionate din materialele menţionate constă în imposibilitatea asigurării unei adeziuni rezistente a suprafeţei lor cu aliajele de lipire.

Este cunoscut un procedeu de lipire a aliajelor dure, care include înlăturarea peliculei de oxizi înainte de lipire, prin sablarea suprafeţei cu nisip, urmată de şlefuire şi lipirea propriu-zisă. Procedeul menţionat prevede utilizarea unor fluxuri şi aliaje de lipit ce conţin argint. Pentru mărirea rezistenţei, aceste materiale se aliază la temperaturi de 500…1100°C, ceea ce asigură o adeziune rezistentă, folosindu-se adaosuri de nichel, de mangan sau de aluminiu, ceea ce oferă o durabilitate mai mare pieselor. Încălzirea piesei se efectuează în vid, într-un flux gazos ce conţine argon. În afară de materialele topite se mai folosesc aliaje pulverulente. Coeficientul de dilatare liniară a oţelurilor la încălzire este de 2…3 ori mai mare decât cel al aliajelor dure, de aceea pentru obţinerea unei îmbinări calitative în timpul lipirii este necesară o încălzire uniformă a obiectului de lipit, în special al locului de lipit. Pentru a evita deformarea piesei cu stratul intermediar depus prin lipire, ambele se răcesc într-un cuptor, treptat, până la temperatura de 200…250°C timp de 6 ore. Dacă e necesar, obiectul se căleşte imediat după lipire [1].

Dezavantajul acestui procedeu constă în faptul că pentru lipire sunt necesare temperaturi înalte şi materiale de lipit în bază de argint, care sunt scumpe, iar folosirea unor fluxuri ce conţin fluor face ca operaţiile să fie periculoase pentru sănătate şi mediul ambiant.

Alt procedeu de lipire include aplicarea pe suprafaţa de lipit a unui strat de acoperire intermediar, diferit de materialul de lipit şi care ulterior va deveni suprafaţă de lipit. Acest lucru poate fi realizat, de exemplu, acoperind titanul cu staniu, cu argint sau cu cupru prin scufundarea piesei în topitura metalului nominalizat la temperatura de 650…700°C timp de 10…20 min. Pentru activarea suprafeţei şi depunerea unui strat de acoperire intermediar pe suprafaţa pieselor pot fi folosite şi metode electrochimice sau chimice [1].

Dezavantajul acestui procedeu constă în faptul că acoperirile din argint sunt costisitoare şi pot fi utilizate în această calitate numai în cazuri speciale.

Mai este cunoscut un procedeu de activare a suprafeţelor dure cu conţinut de wolfram pentru lipire la temperatură joasă, care include activarea electrochimică a suprafeţei aliajului cu un electrolit compus din hidroxid de sodiu şi nitrat de sodiu, sau clorură de amoniu şi hidroxid de amoniu, sau clorură de amoniu şi nitrat de amoniu, la o densitate a curentului, tensiune pe electrozi şi temperatură prestabilită. Deoarece legătura dintre stratul metalic depus prin metoda electrolitică şi metalul de bază determină rezistenţa îmbinării ulterioare la lipire, este foarte importantă operaţia de curăţare a suprafeţei de lucru înainte de aplicarea acoperirii, care include eliminarea peliculei de oxizi prin degresare, mordansare sau activare chimică. Oţelul, de obicei, se tratează cu acid clorhidric la rece sau cu acid sulfuric fierbinte, iar aliajele dure se tratează cu soluţii de bază alcalină sau de acid sulfuric. Apoi pe suprafaţa curăţată a pieselor se depun straturi de acoperire de cupru sau de nichel prin metoda galvanică. Lipirea se face prin diverse metode: cu ciocanul de lipit electric, sau folosind plăci ori băi cu material topit, lămpi de lipit, arzător de gaze sau laserul [2].

Dezavantajul acestui procedeu constă în complexitatea tratării galvanice cu utilizarea acizilor sau a bazelor alcaline şi degajarea vaporilor nocivi la temperaturi înalte.

Cea mai apropiată soluţie este un procedeu de aliere cu scântei, folosind un electrod-sculă executat din nichel-aluminiu, în soluţie de dielectric, la o intensitate a curentului de 100…120 A, o energie a impulsului de 0,36…0,55 J şi o durată a impulsului de 240…300 µs [3].

Dezavantajul acestui procedeu constă în faptul că acesta nu permite decarbonizarea eficientă a suprafeţei pieselor ce urmează a fi lipite.

Problema pe care o soluţionează invenţia constă în sporirea calităţii lipirii unui strat de acoperire intermediar, diferit de materialul de lipit, pe suprafaţa aliajelor dure sinterizate sau a oţelurilor carbon.

Procedeul, conform invenţiei, include depunerea pe suprafaţa de lipit, prin aliere cu scântei, la o frecvenţă a impulsurilor de 200…500 Hz şi durata de 200…400 µs, a unui strat de acoperire intermediar, care nu este un material de lipit, spoirea şi lipirea ulterioară a stratului obţinut cu aliaje uşor fuzibile, cu utilizarea unui flux de colofoniu.

Rezultatul invenţiei constă în curăţarea completă a suprafeţei aliajului sau a oţelului de stratul de oxizi şi de impurităţi, fapt ce îmbunătăţeşte adeziunea la ele a stratului de acoperire intermediar.

Acest procedeu oferă următoarele avantaje tehnologice:

- posibilitatea de a efectua tratarea locală a suprafeţelor fără încălzirea piesei întregi;

- formarea pe etape a grosimii şi a rugozităţii stratului de acoperire;

- este simplu şi econom;

- datorită mobilităţii şi caracterului local al tratării suprafeţei, încălzirii neînsemnate a piesei, se asigură o adeziune sigură a stratului de acoperire cu materialul de bază.

Exemplu de realizare a procedeului

Pentru procesul de aliere se utilizează o instalaţie „ПЭЛ-23”. În calitate de piesă se ia un electrod T15K6 din aliaj dur, pe care se aplică un strat de acoperire intermediar de cupru. Piesa se fixează într-o menghină, se conectează la polul negativ al sursei de curent electric. Electrodul de cupru se fixează într-un suport conectat la polul pozitiv al sursei de curent electric. Iniţial tratarea se efectuează în regim grosier la o frecvenţă a impulsurilor de circa 200 Hz şi o durată a impulsurilor de 400 µs. Pentru a evita supraîncălzirea piesei, procesul tratării se întrerupe periodic. După obţinerea unei grosimi necesare a stratului acoperitor, de obicei de 100…150 µm, se efectuează alierea de finisare, la o frecvenţă a impulsurilor de 500 Hz şi o durată de 200 µs, ceea ce permite obţinerea stratului de acoperire final.

După tratare piesa se spoieşte şi se lipeşte cu materiale de lipit care se topesc uşor la T ≤ 200°C cu utilizarea fluxurilor de colofoniu.

1. Справочник по пайке. Москва, Машиностроение, 1984, с. 244-246, 246-248

2. MD 3606 G1 2008.05.31

3. SU 1521542 A1 1989.11.15

Claims (1)

1. Procedeu de lipire a aliajelor dure sinterizate şi a oţelurilor carbon, care include depunerea pe suprafaţa de lipit, prin aliere cu scântei, la o frecvenţă a impulsurilor de 200…500 Hz şi durata de 200…400 µs, a unui strat de acoperire intermediar, care nu este un material de lipit, spoirea şi lipirea ulterioară cu aliaje uşor fuzibile, cu utilizarea unui flux de colofoniu.