RU2268120C2 - Способ диффузионно-реактивного соединения металлов и сплавов - Google Patents
Способ диффузионно-реактивного соединения металлов и сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2268120C2 RU2268120C2 RU2003122946/02A RU2003122946A RU2268120C2 RU 2268120 C2 RU2268120 C2 RU 2268120C2 RU 2003122946/02 A RU2003122946/02 A RU 2003122946/02A RU 2003122946 A RU2003122946 A RU 2003122946A RU 2268120 C2 RU2268120 C2 RU 2268120C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- gap
- depressant
- parts
- eutectic
- Prior art date
Links
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
Изобретение может быть использовано, в частности, в энергетике и авиастроении при изготовлении деталей из жаропрочных сплавов. Собранные детали нагревают до температуры, превышающей температуру образования эвтектики между основным металлом и металлом-депрессантом. Детали собирают с фиксированным минимальным по ширине соединяемым зазором. Металл-депрессант размещают непосредственно около этого зазора. Образование эвтектики происходит за пределами соединительного зазора. Заполнение зазора образовавшимся сплавом происходит под действием капиллярных сил. Способ обеспечивает повышение качества соединения путем уменьшения толщины жидкой прослойки в шве. Обеспечена возможность выполнения различных типов соединений.
Description
Изобретение относится к технологии соединения и может быть использовано в различных отраслях машиностроения, в частности, в авиастроении и энергетике при изготовлении деталей из жаропрочных сплавов.
В качестве аналога выбран способ контактно-реактивной пайки, при котором между соединяемыми поверхностями деталей помещают прослойку из металла, вступающего в контактно-реактивное плавление с основным металлом, и нагревают их до температуры, превышающей температуру образования эвтектики (Лашко С.В., Лашко Н.Ф. Пайка металлов. - М.: Машиностроение, 1988. - 376 с. ил.). При этом способе нет необходимости в предварительном изготовлении припоя. Получаемая жидкая фаза (контактно-реактивный припой) близка по составу к основному материалу, отличается от него наличием в определенной концентрации металла прослойки (металла-депрессанта).
Недостатком данного способа является то, что паяные швы, образованные эвтектиками, содержащими хрупкие химические соединения, имеют пониженные пластичность и прочность. Устранить этот недостаток соединений, например, высокотемпературным диффузионным отжигом деталей для выравнивания состава и структуры в зоне соединения практически очень сложно из-за большой ширины кристаллизационных зон паяных швов, получаемых этим способом соединения.
В качестве прототипа выбран способ контактно-реактивной пайки, при котором между соединяемыми поверхностями деталей помещают прослойку из металла, вступающего в контактно-реактивное плавление с основным металлом, нагревают их до температуры, которая превышает температуру образования эвтектики, и прикладывают усилие сжатия (там же). При этом способе соединения, благодаря давлению, большая часть эвтектики удаляется из зазора, толщина жидкой прослойки в шве существенно уменьшается. Практически становится возможным путем последующего высокотемпературного диффузионного отжига устранить структурную неоднородность в зоне соединения и повысить ее свойства до уровня свойств основного материала.
Недостатком данного способа является то, что соединение в таких условиях трудно осуществимо, особенно для тонкостенных изделий и изделий с замкнутыми швами, что существенно ограничивает возможности этого способа.
Задача изобретения состоит в повышении качества соединения путем уменьшения толщины жидкой прослойки в шве и расширения технологических возможностей способа вследствие обеспечения получения разных типов соединений.
Суть изобретения в том, что предложен способ диффузионно-реактивного соединения металлов и сплавов, при котором собранные детали нагревают до температуры, превышающей температуру образования эвтектики между основным металлом и металлом-депрессантом, отличающийся тем, что для повышения качества соединения путем уменьшения толщины жидкой прослойки в шве и расширения технологических возможностей способа вследствие обеспечения выполнения различных типов соединений детали собирают с фиксированным минимальным по ширине соединяемым зазором, а металл-депрессант размещают непосредственно около этого зазора.
Размещение металла-депрессанта (в виде фольги, ленты и пр.) на поверхности деталей непосредственно около соединяемого зазора, а не между соединяемыми поверхностями, дает возможность:
- ограничивать при сборке деталей ширину паяемого зазора вплоть до нулевого значения;
- инициировать при температуре соединения образование определенного количества расплава (эвтектики) за счет контактно-реактивного плавления металла-депресанта и основного металла непосредственно около входа в соединяемый зазор и последующего заполнения им этого зазора под действием капиллярных сил;
- уменьшить растворение основного металла в жидкой фазе, заполнившей зазор, поскольку она близка к насыщению, и ограничить тем самым увеличение толщины жидкой прослойки в шве;
- создать благодаря небольшой толщине жидкой прослойки в шве реальные условия при последующей высокотемпературной обработке для ее изотермической кристаллизации, выравнивания по составу, структуре и свойствам зоны соединения с основным материалом;
- применять порошковый наполнитель из основного материала при соединении деталей с широким, в том числе некапиллярным зазором;
- выполнять все типы соединений, а также осуществлять ремонт и восстановление деталей путем залечивания выходящих на поверхность трещин, раковин и других дефектов.
Пример. Выполняли диффузионно-реактивное соединение стыковых образцов прямоугольного сечения 5×25 мм из сплава на основе никеля. Соединяемые поверхности образцов подготавливали шлифовкой и промывкой органическими растворителями. Подготовленные стыковые образцы собирали в приспособлении, обеспечивающем фиксацию и прилегание их друг к другу по соединяемым поверхностям с минимальным, практически нулевым зазором. На одной из боковых граней над стыком образцов размещали и прихватывали точечной сваркой к поверхности обоих образцов полоску фольги из металла-депрессанта толщиной 10÷20 мкм. Собранные образцы вместе с приспособлением нагревали в вакууме 10-2-10-3 Па до температуры образования эвтектики между металлом-депрессантом и основным металлом. После длительной изотермической выдержки образцы охлаждали с заданной для данного материала скоростью, а затем подвергали старению.
Исследования и испытания образцов показали, что на начальном этапе процесса соединения, после заполнения активным расплавом зазора, толщина жидкой прослойки в шве составляет всего несколько микрометров. За время изотермической выдержки при высокой температуре за счет диффузии металла-депрессанта в основной металл прослойка успевает закристаллизоваться без образования избыточных фаз, а сама зона соединения по своему составу и структуре приближается к основному металлу. Прочность полученных соединений на уровне прочности основного металла.
Изобретение расширяет технологические возможности способа контактно-реактивной пайки, поскольку позволяет выполнять самые различные типы соединений с фиксированными минимальными зазорами (встык, внахлест, цилиндрические и пр.), производить соединения широких некапиллярных зазоров и залечивать поверхностные дефекты (раковины, трещины) с использованием порошкового наполнителя из основного материала.
Claims (1)
- Способ диффузионно-реактивного соединения металлов и сплавов, при котором собранные детали нагревают до температуры, превышающей температуру образования эвтектики между основным металлом и металлом-депрессантом, отличающийся тем, что для повышения качества соединения путем уменьшения толщины жидкой прослойки в шве и расширения технологических возможностей способа вследствие обеспечения выполнения различных типов соединений детали собирают с фиксированным минимальным по ширине соединяемым зазором, а металл-депрессант размещают непосредственно около этого зазора.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UA2002020958 | 2002-02-06 | ||
UA2002020958A UA73308C2 (en) | 2002-02-06 | 2002-02-06 | Method for diffusion reactive junction of metals and alloys |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003122946A RU2003122946A (ru) | 2005-02-27 |
RU2268120C2 true RU2268120C2 (ru) | 2006-01-20 |
Family
ID=34884501
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003122946/02A RU2268120C2 (ru) | 2002-02-06 | 2003-07-21 | Способ диффузионно-реактивного соединения металлов и сплавов |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2268120C2 (ru) |
UA (1) | UA73308C2 (ru) |
-
2002
- 2002-02-06 UA UA2002020958A patent/UA73308C2/uk unknown
-
2003
- 2003-07-21 RU RU2003122946/02A patent/RU2268120C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЛАШКО С.В. и др. Пайка металлов. М.: Машиностроение, 1988, с.61-62. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
UA73308C2 (en) | 2005-07-15 |
RU2003122946A (ru) | 2005-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS61154764A (ja) | 構造部材の金属結合の方法及び結合材料 | |
CN105479030A (zh) | 活性耐腐蚀SnZn基钎料及其制备方法与低温超声钎焊陶瓷和/或复合材料及铝、镁合金方法 | |
CN102489813B (zh) | 钼铜合金与不锈钢的真空活性钎焊工艺 | |
CN110732768B (zh) | 一种基于非晶合金的同种/异种金属连接成形方法 | |
CN101704144B (zh) | 一种铜与铝异种金属间的低温钎焊方法 | |
RU2268120C2 (ru) | Способ диффузионно-реактивного соединения металлов и сплавов | |
KR100787929B1 (ko) | 비정질 삽입재를 이용한 티타늄-구리 이종 금속간의 저온접합 방법 | |
US5284290A (en) | Fusion welding with self-generated filler metal | |
FI109887B (fi) | Menetelmä materiaalien liittämiseksi yhteen diffuusiomenetelmällä käyttäen hopea/germanium-lejeerinkejä ja hopea/germanium-lejeerinki käytettäväksi tässä menetelmässä | |
US3553825A (en) | Method of bonding aluminum | |
US20210095358A1 (en) | Actively brazed joint and method of processing | |
Frear et al. | Microstructural observations and mechanical behavior of Pb-Sn solder on copper plates | |
WANG et al. | Effect of diode-laser parameters on shear force of micro-joints soldered with Sn-Ag-Cu lead-free solder on Au/Ni/Cu pad | |
JP3214638B2 (ja) | 半導体パッケージ用のセラミック製リッド及びその製造方法 | |
Nishikawa et al. | Effect of heating method on microstructure of Sn-3.0 Ag-0.5 Cu solder on Cu substrate | |
Li et al. | Study on the properties of epoxy-based Sn58Bi solder joints | |
RU2278007C2 (ru) | Способ пайки деталей, одна из которых выполнена из карбида титана или сплавов на его основе | |
RU2098243C1 (ru) | Способ контактно-реактивной пайки медно-стальных конструкций | |
JPS6349381A (ja) | 拡散接合用インサ−ト材 | |
Lebioda et al. | Soldered joints of Ag electrode to ultra-thin metallic Au layer on ceramic substrate | |
JP2002126868A (ja) | 内部に溝を含む部材の製造方法 | |
SU1256897A1 (ru) | Способ диффузионной пайки меди и ее сплавов | |
JPH03106582A (ja) | 溶接方法 | |
RU2214896C1 (ru) | Способ диффузионной сварки | |
SU1547984A1 (ru) | Способ пайки погружением |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060722 |