Superlydinių litavimas

Superlydinių litavimas

(1) Kietojo litavimo charakteristikos superlydinius galima suskirstyti į tris kategorijas: nikelio pagrindą, geležies pagrindą ir kobalto pagrindą.Jie pasižymi geromis mechaninėmis savybėmis, atsparumu oksidacijai ir atsparumu korozijai aukštoje temperatūroje.Nikelio pagrindo lydinys yra plačiausiai naudojamas praktinėje gamyboje.

Superlydinyje yra daugiau Cr, o kaitinant paviršiuje susidaro sunkiai pašalinama Cr2O3 oksido plėvelė.Nikelio pagrindo superlydiniuose yra Al ir Ti, kurie kaitinami lengvai oksiduojasi.Todėl pagrindinė problema litavimo metu yra užkirsti kelią superlydinių oksidacijai arba ją sumažinti kaitinant ir pašalinti oksido plėvelę.Kadangi sraute esantis boraksas arba boro rūgštis litavimo temperatūroje gali sukelti netauriojo metalo koroziją, po reakcijos nusodintas boras gali prasiskverbti į netauriųjų metalų paviršių ir sukelti tarpkristalinę infiltraciją.Lieto nikelio pagrindo lydiniams, kuriuose yra daug Al ir Ti, vakuuminis laipsnis karštoje būsenoje turi būti ne mažesnis kaip 10-2 ~ 10-3pa litavimo metu, kad lydinio paviršius kaitinant nebūtų oksiduojamas.

Nikelio pagrindo lydinių, sustiprintų tirpalu ir nusodinant nuosėdas, litavimo temperatūra turi atitikti kaitinimo temperatūrą tirpalu, kad būtų užtikrintas visiškas lydinio elementų ištirpimas.Litavimo temperatūra per žema, o lydinio elementai negali visiškai ištirpti;Esant per aukštai litavimo temperatūrai, netauriųjų metalų grūdeliai išaugs, o medžiagos savybės neatsistatys net ir po terminio apdorojimo.Liejamo pagrindo lydinių kieto tirpalo temperatūra yra aukšta, o tai paprastai neturės įtakos medžiagos savybėms dėl per aukštos litavimo temperatūros.

Kai kurie nikelio pagrindo superlydiniai, ypač sutvirtinti lydiniai, turi įtempių įtrūkimų tendenciją.Prieš lituojant, proceso metu susidaręs įtempis turi būti visiškai pašalintas, o litavimo metu šiluminis įtempis turi būti sumažintas iki minimumo.

(2) Litavimo medžiagos nikelio pagrindo lydinys gali būti lituojamas sidabro pagrindu, grynu variu, nikelio pagrindu ir aktyviuoju lydmetaliu.Kai siūlės darbinė temperatūra nėra aukšta, galima naudoti medžiagas sidabro pagrindu.Yra daugybė sidabro lydmetalių rūšių.Norint sumažinti vidinį įtempį litavimo kaitinimo metu, geriausia rinktis žemos lydymosi temperatūros litavimą.Fb101 fliusas gali būti naudojamas litavimui su sidabro pagrindo užpildu.Fb102 fliusas naudojamas kietuoju litavimo būdu sustiprintam superlydiniui, kuriame yra didžiausias aliuminio kiekis, ir pridedama 10–20 % natrio silikato arba aliuminio srauto (pvz., fb201).Kai litavimo temperatūra viršija 900 ℃, pasirenkamas fb105 srautas.

Lituojant kietuoju lydmetaliu vakuume arba apsauginėje atmosferoje, grynas varis gali būti naudojamas kaip litavimo užpildas.Kietojo litavimo temperatūra yra 1100 ~ 1150 ℃, o jungtis nesukels įtempių įtrūkimų, tačiau darbinė temperatūra neturi viršyti 400 ℃.

Nikelio pagrindo litavimo užpildas yra dažniausiai Superlydiniuose naudojamas litavimo užpildas, nes jis gerai veikia aukštoje temperatūroje ir nesutrūkinėja įtempių litavimo metu.Pagrindiniai nikelio lydmetalio lydmetalio elementai yra Cr, Si, B, o nedideliame kiekyje lydmetalio taip pat yra Fe, W ir kt. Lyginant su ni-cr-si-b, b-ni68crwb litavimo užpildas gali sumažinti tarpgranulinį infiltraciją. B į netauriuosius metalus ir padidinkite lydymosi temperatūros intervalą.Tai yra litavimo užpildas, skirtas aukštos temperatūros darbinėms dalims ir turbinų mentes lituoti.Tačiau W turinčio lydmetalio sklandumas pablogėja, o jungties tarpą sunku kontroliuoti.

Aktyvaus difuzinio litavimo užpildo metalo sudėtyje nėra Si elemento, jis pasižymi puikiu atsparumu oksidacijai ir vulkanizacijai.Litavimo temperatūrą galima pasirinkti nuo 1150 ℃ iki 1218 ℃ pagal litavimo tipą.Po litavimo lituotą jungtį, turinčią tokias pačias savybes kaip ir netauriojo metalo, galima gauti po difuzinio apdorojimo 1066 ℃ temperatūroje.

(3) Kietojo litavimo proceso nikelio pagrindo lydinys gali būti naudojamas apsauginėje atmosferoje krosnyje, vakuuminis litavimas ir trumpalaikė skystosios fazės jungtis.Prieš lituojant, paviršius turi būti nuriebalintas ir oksidas pašalintas poliruojant švitriniu popieriumi, poliruojant veltinio ratus, šveičiant acetonu ir valant cheminiu būdu.Renkantis litavimo proceso parametrus, reikia atkreipti dėmesį į tai, kad kaitinimo temperatūra neturi būti per aukšta, o litavimo laikas trumpas, kad būtų išvengta stiprios cheminės reakcijos tarp srauto ir netauriojo metalo.Kad netaurieji metalai neskiltų, prieš suvirinant šaltai apdorotos dalys turi būti sumažintos įtempiai, o suvirinimo kaitinimas turi būti kuo vienodesnis.Sutvirtintų superlydinių dalys pirmiausia turi būti apdorojamos kietu tirpalu, po to sulituojamos šiek tiek aukštesnėje temperatūroje nei senėjimo stiprinimas, o galiausiai – sendinant.

1) Kietasis litavimas apsauginėje atmosferoje krosnyje Kietasis litavimas apsauginės atmosferos krosnyje reikalauja didelio apsauginių dujų grynumo.Superlydinių, kurių w (AL) ir w (TI) mažesnis nei 0,5 %, rasos taškas turi būti žemesnis nei -54 ℃, kai naudojamas vandenilis arba argonas.Kai Al ir Ti kiekis padidėja, lydinio paviršius kaitinant vis tiek oksiduojasi.Būtina imtis šių priemonių;Įpilkite nedidelį kiekį srauto (pvz., fb105) ir nuimkite oksido plėvelę su srautu;Ant detalių paviršiaus padengiama 0,025 ~ 0,038 mm storio danga;Iš anksto užpurkškite litavimo ant lituojamos medžiagos paviršiaus;Įpilkite nedidelį kiekį dujų srauto, pavyzdžiui, boro trifluorido.

2) Vakuuminis litavimas Vakuuminis litavimas plačiai naudojamas siekiant geresnio apsaugos efekto ir litavimo kokybės.Tipiškų nikelio pagrindo superlydinių jungčių mechanines savybes žr. 15 lentelėje.Superlydiniams, kurių w (AL) ir w (TI) mažesnis nei 4%, ant paviršiaus geriau galvanizuoti 0,01–0,015 mm nikelio sluoksnį, nors lydmetalio drėkinimą galima užtikrinti be specialaus išankstinio apdorojimo.Kai w (AL) ir w (TI) viršija 4%, nikelio dangos storis turi būti 0,020,03 mm.Per plona danga neturi apsauginio poveikio, o per stora danga sumažins jungties stiprumą.Suvirinamas dalis taip pat galima įdėti į dėžę vakuuminiam litavimui.Dėžutė turi būti užpildyta geteriu.Pavyzdžiui, Zr aukštoje temperatūroje sugeria dujas, kurios dėžutėje gali suformuoti vietinį vakuumą, taip užkertant kelią lydinio paviršiaus oksidacijai.

15 lentelė Tipiškų nikelio pagrindo superlydinių vakuuminių lituotų jungčių mechaninės savybės

Lituoto jungties Superalloy mikrostruktūra ir stiprumas kinta kartu su litavimo tarpu, o difuzinis apdorojimas po litavimo dar padidins maksimalią leistiną siūlės tarpo vertę.Pavyzdžiui, Inconel lydinio, lituoto b-ni82crsib, didžiausias tarpas gali siekti 90 um po difuzinio apdorojimo 1000 ℃ temperatūroje 1 H;Tačiau jungčių, lituotų b-ni71crsib, didžiausias tarpas yra apie 50 um po difuzinio apdorojimo 1000 ℃ temperatūroje 1 H.

3) Pereinamosios skystosios fazės jungties trumpalaikės skystosios fazės jungtyje naudojamas tarpsluoksnis lydinys (apie 2,5–100 um storio), kurio lydymosi temperatūra yra žemesnė nei netauriojo metalo, kaip užpildo metalo.Esant nedideliam slėgiui (0–0,007 mpa) ir tinkama temperatūrai (1100–1250 ℃), tarpsluoksnio medžiaga pirmiausia išsilydo ir sudrėkina netaurųjį metalą.Dėl greitos elementų difuzijos jungties vietoje įvyksta izoterminis kietėjimas ir susidaro jungtis.Šis metodas labai sumažina netauriojo metalo paviršiaus atitikimo reikalavimus ir sumažina suvirinimo slėgį.Pagrindiniai pereinamojo skysčio fazės jungties parametrai yra slėgis, temperatūra, laikymo laikas ir tarpsluoksnio sudėtis.Taikykite mažesnį spaudimą, kad suvirinimo paviršius gerai liestųsi.Šildymo temperatūra ir laikas turi didelę įtaką jungties veikimui.Jei reikalaujama, kad jungtis būtų tokia pat stipri kaip netauriojo metalo ir neturi įtakos netauriojo metalo veikimui, sujungimo proceso parametrai – aukšta temperatūra (pvz., ≥ 1150 ℃) ir ilgas laikas (pvz., 8–24 val.) priimtas;Jei jungties sujungimo kokybė pablogėja arba netaurieji metalai negali atlaikyti aukštos temperatūros, turi būti naudojama žemesnė temperatūra (1100 ~ 1150 ℃) ir trumpesnis laikas (1 ~ 8 val.).Tarpinis sluoksnis turi paimti prijungtą netauriųjų metalų sudėtį kaip pagrindinę sudėtį ir pridėti įvairių aušinimo elementų, tokių kaip B, Si, Mn, Nb ir kt. Pavyzdžiui, Udimet lydinio sudėtis yra ni-15cr-18,5co-4,3. al-3.3ti-5mo, o tarpinio sluoksnio, skirto trumpalaikio skystosios fazės prijungimui, sudėtis yra b-ni62.5cr15co15mo5b2.5.Visi šie elementai gali sumažinti Ni Cr arba Ni Cr Co lydinių lydymosi temperatūrą iki žemiausio, tačiau B poveikis yra akivaizdžiausias.Be to, didelis B difuzijos greitis gali greitai homogenizuoti tarpsluoksnį lydinį ir netauriuosius metalus.