Технологии пайке |

Часть 6

Воскресенье, 11 Окт 2009

Перспективным является метод диффузионной пайки, позволяющий до минимума уменьшить толщину прослойки припоя в зазоре, в результате чего сокращается количество жидкой фазы в шве и уменьшается возможность образования хрупких зон.

Для капиллярной пайки вольфрама в вакууме 10~4 мм ст. рт. или в аргоне марки А можно использовать стандартные серебряные припои ПСр 72, ПСр 62, ПСр 37,5; медно-никелевые припои ВПр4, ПМ17, ПМ17А и припой на железной основе системы Fe — Мп. Наибольший предел прочности ав = 26,5 кгс/мм2 при зазоре 0,15 мм обеспечивает припой ПСр 37, 5.


Часть 5

Воскресенье, 11 Окт 2009

Учитывая склонность вольфрама к рекристаллизации, пайку его необходимо производить при максимальных скоростях нагрева с минимальной выдержкой при пайке. Наиболее перспективным способом соединения вольфрама является сочетание пайки с последующей диффузионной обработкой. В результате такой обработки получаются паяные соединения с высокой температурой распайки, т. е. вторичного расплавления металла паяного шва.

При диффузионной обработке происходит диффузия, растворение, а также испарение отдельных компонентов. Например, марганец кипит при температуре 2150° С, и при этой температуре он полностью испаряется. Поэтому при диффузионной обработке швов, паянных припоями, содержащими марганец, повышение температуры вторичного расплавления достигается за счет испарения марганца. При правильном сочетании припоя, температуры пайки и времени выдержки можно получить паяные соединения с температурой вторичного расплавления до 2760° С. Например, при пайке вольфрама при температуре 1000—1100° С припоем платина — бор с добавкой порошка вольфрама в результате реактивной диффузии в шве образуется сплав, работоспособный при 2000° С. Преимуществом этого припоя является то, что пайку вольфрама можно производить при температуре ниже температуры его рекристаллизации, т. е. без снижения механических свойств вольфрама.


Часть 4

Воскресенье, 11 Окт 2009

При обычной температуре вольфрам обладает высокой химической стойкостью, но при нагревании выше 400—500° С окисляется с образованием трехокиси вольфрама W03. При пайке вольфрама требуется особо тщательная очистка поверхности деталей. Очистку производят механическими средствами или травлением в кислотах. Травить можно в смеси равных частей азотной и фтористоводородной кислот с последующей промывкой в горячей воде и спирте. Очистку можно вести также в горячем растворе едкого натра или электролитическим методом, применяя в качестве электролита разбавленный раствор азотнокислого натрия (NaN03). Способ очистки выбирают в зависимости от степени окисленности вольфрама.

Вольфрам после тщательной очистки успешно паяется во всех защитных и восстановительных средах, но чаще в вакууме, который обеспечивает получение более плотных паяных швов.

Для улучшения смачивания вольфрама расплавленными припоями иногда применяют предварительное гальваническое покрытие его никелем или медью.

Для высокотемпературной пайки вольфрама применяют припои с температурой плавления до 3000° С, в том числе чистые металлы: тантал, ниобий, никель, медь и сплавы Ni — Ti, Ni — Си, Mn — Ni — Co, Mo — В и др.


Часть 3

Воскресенье, 11 Окт 2009

Пайка вольфрама

Вольфрам и его сплавы, обладая высокой прочностью, жаропрочностью до температуры 2700° С и другими ценными качествами, являются необходимыми материалами в ряде областей техники. Металлический вольфрам широко применяют в ракетостроении, в электроламповой, радиотехнической и электровакуумной промышленности.

Вольфрам широко используют в промышленности в чистом виде и в виде сплавов, он является наиболее тугоплавким металлом с температурой плавления 3410° С, обладает высоким пределом прочности (50—90 кгс/мм2) и твердостью ЯВ 320—415 кгс/мм2. Отрицательным качеством вольфрама является его хрупкость при комнатной температуре (относительное удлинение и сужение равны нулю). Механическую обработку вольфрама можно производить только при температуре 300—500° С, т. е. выше порога хрупкости.

Пайку вольфрама необходимо стремиться производить при температуре ниже температуры рекристаллизации (1450° С), поскольку после рекристаллизации прочность вольфрама значительно снижается. При сварке плавлением рекристаллизация вольфрама и его охрупчивание неизбежны, поэтому применение пайки для изделий из вольфрама предпочтительнее. При соединении вольфрама с другими металлами основная трудность связана со значительным различием в коэффициентах линейного расширения.


Часть 2

Воскресенье, 11 Окт 2009

При нагреве ниобия наряду с его окислением происходят диффузия и растворение газов в металле. Предельная растворимость кислорода в ниобии (по массе) составляет: при 500° С 0,25%, при 1916° С 0,72%; азота при 300° С 0,003%, при 1500° С 0,07%. Образование газонасыщенного слоя приводит к резкому повышению твердости и снижению пластичности ниобия. Значительно более высокими свойствами, чем ниобий, обладают сплавы на его основе.

Для получения высокопрочных и пластичных паяных соединений целесообразно для пайки ниобия применять чистые металлы: титан, ванадий, цирконий, которые образуют с ниобием неограниченные твердые растворы.

На основе указанных металлов можно получить пластичные припои и жаропрочные паяные соединения, однако все они слишком тугоплавки и требуют оборудования, позволяющего производить пайку в высоком вакууме при температурах 1600—1900° С. Поэтому иногда для пайки ниобия применяют и более легкоплавкие припои, например, припои на основе меди, содержащий 30% Ni, 1—2% Fe, 1—2% Si, 0,2%. В и после длительной выдержки при температуре пайки (1500° С) обеспечивающий получение достаточно прочных паяных соединений.

Для пайки ниобия в среде аргона с точкой росы — 70°С можно использовать сплавы системы Сг — Pd — Ge. Рекомендовано два сплава:

1)            50% Сг, 30% Pd, 20% Ge, температура пайки 1450° С, выдержка 5 мин. Предел, прочности соединения на срез при 1093° С 5,8кгс/мм2.

2)            50% Сг, 35% Pd, 15% Ge, температура пайки 1450° С, выдержка 5 мин. Предел прочности соединения на срез при 1093 С 7,4 кгс/мм2.

Рекомендуется также припой для пайки ниобия, состоящий из 17% Nb, 10% V, 8% Сг, 2,3% Al, Al — Ti — основа. Предел прочности соединения равен 80 кгс/мм2, относительное удлинение 6=4%.


Часть 1

Суббота, 10 Окт 2009

Высокая коррозионная стойкость в сильных кислотах и в расплавленных щелочных металлах, стойкость при облучении, сверхпроводимость и другие свойства делают ниобий и его сплавы весьма ценными конструкционными материалами для атомной техники, ракетостроения, химического аппаратостроения и других областей техники. Температура плавления ниобия 2500° С, предел прочности ав = 40 кгс/мм2, относительное удлинение 6 = 30%.

При высокотемпературном отжиге ниобия 1450° С и выше отмечается собирательная рекристаллизация, т. е. интенсивный рост зерна и появление выделений по границам зерен, при этом ударная вязкость ниобия снижается примерно в 20 раз.

При нагреве на воздухе с 200° С ниобий заметно окисляется. С повышением температуры окисляемость сильно возрастает. Резкое повышение окисляемости ниобия при 1000° С и выше связано не только с увеличением скорости диффузии кислорода, но и с качественными изменениями, происходящими в структуре окисной пленки. При температуре 1000—1100° С происходит переход низкотемпературной модификации окисла а — Nb205 в высокотемпературную модификацию р — Nb205, сопровождающийся значительным увеличением объема (в 2,7 раза), что приводит к возникновению внутренних напряжений и локальным разрушениям пленки и ее отслоению. Последнее вызывает резкое повышение окисляемости ниобия.