PL249244B1 - Sposób wytwarzania lutowniczych materiałów warstwowych na bazie miedzi i stopu srebra - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest sposób wytwarzania lutowniczych materiałów warstwowych na bazie miedzi i stopu srebra poprzez wyżarzanie i walcowanie, który charakteryzuje się tym, że wsad poddaje się szczotkowaniu dla uzyskania chropowatości powierzchni Ra dla stopu srebra w zakresie 0,6 – 2,5 µm oraz Ra dla miedzi w zakresie wynosi 2 - 4,5 µm, następnie warstwy wsadu złożone w pakiet walcuje się z gniotem jednostkowym w zakresie 65% - 80%, po czym wyżarza się w temp. 520°C - 550°C w czasie 1 – 2 h.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania lutowniczych materiałów warstwowych na bazie miedzi i stopu srebra do zastosowania jako twardy materiał lutowniczy przeznaczony do łączenia metali i węglików spiekanych oraz ceramiki. Sposób wytwarzania materiałów warstwowych realizowany jest wieloetapowo poprzez odlewanie taśm, ich obróbkę powierzchniową, walcowanie na zimno pakietów oraz ich wyżarzanie międzyoperacyjne.

Znane są z literatury, opisów patentowych oraz praktyk przemysłowych metody otrzymywania materiałów warstwowych, jedną z nich jest sposób (PL221982) wytwarzania lutowniczych taśm trójwarstwowych z udziałem stopów srebra jako okładzin zewnętrznych i środkowej warstwy stopu miedzi z niklem. Sposób charakteryzuje się tym, że materiał warstwowy otrzymuje się w procesie ściskania na prasie z podgrzewanymi kowadłami do temperatury 400-460°C z naciskiem jednostkowym w zakresie 250-350 MPa w czasie od 200 do 600 s, odcinków płaskownika spoiwa twardego na bazie srebra i wewnętrznego płaskownika ze stopu miedzi z niklem o zawartości niklu od 0,05 do 25% o ściśle określonych wymiarach z względną redukcją wysokości w zakresie 25-50%, który następnie po operacji wygrzania w temperaturze 600-650°C przez 2-4 h poddaje się walcowaniu na gorąco w dwóch cyklach ze względną redukcją wysokości pakietu w 1-szym cyklu wynoszącą 40-50%, a następnie po wygrzaniu w temperaturze 600-650°C przez 0,5-2 h materiał poddaje się walcowaniu na gorąco w 2-gim cyklu ze względną redukcją wysokości pakietu wynoszącą 40-50%, następnie po wyżarzaniu materiału w temperaturze 560-600°C przez 1 h kolejno walcuje się na zimno do grubości końcowej stosując w pojedynczych przepustach gniot jednostkowy wynoszący 10-25% osiągając w każdym cyklu gniot sumaryczny 20-45% i tak otrzymaną taśmę poddaje się czyszczeniu powierzchni i cięciu na wymaganą szerokość.

Inny wynalazek (CN109465561A) „Gradient sandwich solder for cemented carbide brazing” opisuje gradientowy lut warstwowy do lutowania twardego węglików spiekanych. Gradientowy lut warstwowy jest przygotowywany przez połączenie trzech warstw stopów, w tym AgCuZnNiMnRE, CuMn i AgCuZnNi, przy czym stop CuMn znajduje się pomiędzy stopem AgCuZnNiMnRE a stopem AgCuZnNi, Sposób wytwarzania obejmuje etapy, w których stop AgCuZnNiMnRE, stop CuMn i stop AgCuZnNi są przygotowywane oddzielnie; przygotowany stop AgCuZnNiMnRE, stop CuMn, stop AgCuZnNi poddaje się czyszczeniu ultradźwiękowemu; laminowanie odbywa się w kolejności stop AgCuZnNiMnRE, stop CuMn i stop AgCuZnNi; laminowane stopy są umieszczane w piecu do lutowania dyfuzyjnego z atmosferą ochronną w celu lutowania dyfuzyjnego; następnie przeprowadza się izotermiczne wytłaczanie, wyżarzanie w linii i wieloprzebiegowe walcowanie z małym stopniem redukcji i ostatecznie otrzymuje się taśmę lutu o grubości 0,2-0,3 milimetra.

Istotą rozwiązania jest sposób wytwarzania lutowniczych materiałów warstwowych na bazie miedzi i stopu srebra poprzez wyżarzanie i walcowanie charakteryzujący się tym, że wsad poddaje się szczotkowaniu dla uzyskania chropowatości powierzchni, Ra dla stopu srebra w zakresie 0,6-2,5 gm oraz Ra dla miedzi w zakresie wynosi 2-4,5 gm, następnie warstwy wsadu złożone w pakiet walcuje się z gniotem jednostkowym w zakresie 65-80%, po czym wyżarza się w temp. 520-550°C w czasie 1-2 h. Wyżarzanie prowadzi się w atmosferze redukcyjnej 5%H2+95%N2.

Rozwiązanie według wynalazku pozwala na otrzymanie platerowanych materiałów z pominięciem procesu grzania materiałów przed połączeniem.

Wynalazek opisuje poniższy przykład wykonania.

Materiały wsadowe do procesu walcowania platerującego:

1) taśma ze stopu Ag49Cu27,5Zn20,5Mn2,5Ni0,5 o grubości 0,8 mm i szerokości 80 mm oraz własnościach wytrzymałościowych: Rm -430MPa, A -30%, (HV=130) i błyszczącej oraz czystej powierzchni - 2 szt.

2) taśma Cu o grubości 1,6 mm i szerokości 80 mm oraz własnościach wytrzymałościowych; Rm -280MPa, A -40%, (HV=65) i czystej powierzchni - 1 szt.

Taśmy poddano procesowi obróbki mechanicznej - szczotkowaniu na linii szlifierskiej przy zastosowaniu drutu stalowego φ 0,3 mm. Prędkość obrotowa szczotki 3000 obr/min), posuw taśmy 10 m/min. Uzyskano chropowatość powierzchni Ra dla stopu AgCuZnMnNi o wartości 1,5 gm, a dla Cu - Ra - 3,0 gm. Twardość stopu AgCuZnMnNi wynosiła 125 HV, a Cu 60 HV. Pakiet AgCuZnMnNi/Cu/AgCuZnMnNi o proporcji grubości warstw wynoszącej 1:2:1 i grubości całkowitej wynoszącej 3,2 mm, poddano procesowi walcowania platerującego na zimno na walcarce „duo” o średnicy walców roboczych 230 mm i prędkości walcowania 1,0 m/min z zastosowaniem gniotu pojedynczego wynoszącego 68%. Gru bość pakietu po walcowaniu wyniosła 1,0 mm. Po walcowaniu platerującym pakiet wyżarzono rekrystalizująco w temperaturze 520°C w czasie 2 h, w atmosferze ochronnej 5%H2 + 95%N2. Kolejnym etapem było walcowanie pośrednie wg schematu: -0,8 >0,6 >0,5 mm, a następnie wyżarzanie rekrystalizujące pakietu w temperaturze 520°C, w czasie 2 h, w atmosferze ochronnej 5%H2 + 95%N2. Ostatnim etapem było walcowanie końcowe wg schematu: -0,5>0,4>0,3 mm. A następnie zwijano pakiet na zwijarkę o średnicy bębna 650 mm.

Claims (2)

1. Sposób wytwarzania lutowniczych materiałów warstwowych na bazie miedzi i stopu srebra poprzez wyżarzanie i walcowanie znamienny tym, że wsad poddaje się szczotkowaniu dla uzyskania chropowatości powierzchni Ra dla stopu srebra w zakresie 0,6-2,5 gm oraz Ra dla miedzi w zakresie wynosi 2-4,5 gm, następnie warstwy wsadu złożone w pakiet walcuje się z gniotem jednostkowym w zakresie 65-80%, po czym wyżarza się w temp. 520-550°C w czasie 1-2 h.

2. Sposób wytwarzania według zastrzeżenia 1 znamienny tym, że wyżarzanie prowadzi się w atmosferze redukcyjnej 5%H2+95%N2.