Lutowanie metali ogniotrwałych

1. Lutowane

Wszystkie rodzaje lutów o temperaturze niższej niż 3000 ℃ można stosować do lutowania W, a luty na bazie miedzi lub srebra można stosować do elementów o temperaturze niższej niż 400 ℃;Spoiwa na bazie złota, manganu, manganu, palladu lub wiertła są zwykle stosowane w komponentach stosowanych między 400 ℃ a 900 ℃;W przypadku komponentów używanych powyżej 1000 ℃ najczęściej stosuje się czyste metale, takie jak Nb, Ta, Ni, Pt, PD i Mo.Temperatura pracy elementów lutowanych lutem na bazie platyny osiągnęła 2150℃.Jeśli obróbka dyfuzyjna 1080 ℃ zostanie przeprowadzona po lutowaniu, maksymalna temperatura pracy może osiągnąć 3038 ℃.

Większość lutów używanych do lutowania w można wykorzystać do lutowania Mo, a luty na bazie miedzi lub srebra mogą być używane do elementów Mo pracujących poniżej 400 ℃;W przypadku urządzeń elektronicznych i części niestrukturalnych pracujących w temperaturze 400 ~ 650 ℃ można stosować luty Cu Ag, Au Ni, PD Ni lub Cu Ni;Spoiwa na bazie tytanu lub inne czyste metale o wysokich temperaturach topnienia mogą być stosowane do elementów pracujących w wyższych temperaturach.Należy zauważyć, że spoiwa na bazie manganu, kobaltu i niklu nie są generalnie zalecane, aby uniknąć tworzenia się kruchych związków międzymetalicznych w złączach lutowniczych.

Gdy składniki TA lub Nb są używane poniżej 1000 ℃, można wybrać wtryski na bazie miedzi, manganu, kobaltu, tytanu, niklu, złota i palladu, w tym Cu Au, Au Ni, PD Ni i Pt Au_ Ni i Luty Cu Sn mają dobrą zwilżalność do TA i Nb, dobre formowanie spoiny lutowniczej i wysoką wytrzymałość połączenia.Ponieważ spoiwa na bazie srebra powodują skłonność do kruchości lutów, należy ich unikać w jak największym stopniu.W przypadku komponentów stosowanych między 1000 ℃ a 1300 ℃ jako spoiwa do lutowania należy wybrać czyste metale Ti, V, Zr lub stopy na bazie tych metali, które tworzą z nimi nieskończoną ilość ciał stałych i cieczy.Gdy temperatura pracy jest wyższa, można wybrać spoiwo zawierające HF.

W. Patrz tabela 13 dla spoiw do lutowania twardego dla Mo, Ta i Nb w wysokiej temperaturze.

Tabela 13 Spoiwa do lutowania twardego do wysokotemperaturowego lutowania metali ogniotrwałych

table13 2 Table 13 brazing filler metals for high temperature brazing of refractory metals

Table 13 brazing filler metals for high temperature brazing of refractory metals2
2. Technologia lutowania twardego

Przed lutowaniem konieczne jest ostrożne usunięcie tlenku z powierzchni metalu ogniotrwałego.Można zastosować szlifowanie mechaniczne, piaskowanie, czyszczenie ultradźwiękowe lub czyszczenie chemiczne.Lutowanie należy przeprowadzić bezpośrednio po procesie czyszczenia.

Ze względu na wrodzoną kruchość W, z częściami w należy obchodzić się ostrożnie podczas montażu komponentów, aby uniknąć ich złamania.Aby zapobiec tworzeniu się kruchego węglika wolframu, należy unikać bezpośredniego kontaktu pomiędzy W a grafitem.Przed spawaniem należy wyeliminować naprężenie wstępne spowodowane obróbką przed spawaniem lub spawaniem.W bardzo łatwo ulega utlenieniu przy wzroście temperatury.Stopień podciśnienia powinien być wystarczająco wysoki podczas lutowania.Gdy lutowanie odbywa się w zakresie temperatur 1000 ~ 1400 ℃, stopień podciśnienia nie powinien być mniejszy niż 8 × 10-3 Pa。 W celu poprawy temperatury przetopu i temperatury pracy złącza, proces lutowania można połączyć z obróbka dyfuzyjna po spawaniu.Na przykład lut b-ni68cr20si10fel służy do lutowania W przy 1180℃.Po trzech obróbkach dyfuzyjnych 1070℃/4h, 1200℃/3,5h i 1300℃/2h po spawaniu temperatura pracy lutowanego złącza może osiągnąć ponad 2200℃.

Przy montażu złącza lutowanego Mo należy wziąć pod uwagę mały współczynnik rozszerzalności cieplnej, a szczelina złącza powinna zawierać się w zakresie 0,05 ~ 0,13 MM.Jeśli używana jest oprawa, wybierz materiał o małym współczynniku rozszerzalności cieplnej.Mo rekrystalizacja występuje, gdy lutowanie płomieniowe, piec z regulowaną atmosferą, piec próżniowy, piec indukcyjny i nagrzewanie oporowe przekraczają temperaturę rekrystalizacji lub temperatura rekrystalizacji spada z powodu dyfuzji elementów lutowniczych.Dlatego, gdy temperatura lutowania jest zbliżona do temperatury rekrystalizacji, im krótszy czas lutowania, tym lepiej.Podczas lutowania powyżej temperatury rekrystalizacji Mo, czas lutowania i szybkość chłodzenia muszą być kontrolowane, aby uniknąć pękania spowodowanego zbyt szybkim chłodzeniem.W przypadku lutowania płomieniowego tlenowo-acetylenowego idealnym rozwiązaniem jest użycie topnika mieszanego, to znaczy topnika przemysłowego do lutowania twardego boranowego lub srebrowego oraz topnika wysokotemperaturowego zawierającego fluorek wapnia, który może zapewnić dobrą ochronę.Metoda polega na nałożeniu najpierw warstwy srebrnego topnika lutowniczego na powierzchnię Mo, a następnie nałożenie topnika wysokotemperaturowego.Srebrny topnik do lutowania twardego ma aktywność w niższym zakresie temperatur, a aktywna temperatura topnika wysokotemperaturowego może osiągnąć 1427 ℃.

Składniki TA lub Nb są korzystnie lutowane w próżni, a stopień próżni jest nie mniejszy niż 1,33 × 10-2 Pa.Jeżeli lutowanie odbywa się pod osłoną gazu obojętnego, należy bezwzględnie usunąć zanieczyszczenia gazowe takie jak tlenek węgla, amoniak, azot i dwutlenek węgla.W przypadku lutowania twardego lub lutowania oporowego na powietrzu należy stosować specjalny spoiwo lutownicze i odpowiedni topnik.Aby zapobiec kontaktowaniu się TA lub Nb z tlenem w wysokiej temperaturze, można nałożyć warstwę metalicznej miedzi lub niklu na powierzchnię i przeprowadzić odpowiednią obróbkę wyżarzania dyfuzyjnego.


Czas publikacji: 13 czerwca-2022