Spájkovanie žiaruvzdorných kovov

1. Spájka

Na spájkovanie W možno použiť všetky druhy spájok s teplotou nižšou ako 3000 ℃ a spájky na báze medi alebo striebra možno použiť na komponenty s teplotou nižšou ako 400 ℃;Prídavné kovy na báze zlata, mangánu, mangánu, paládia alebo vrtákov sa zvyčajne používajú pre komponenty používané medzi 400 ℃ a 900 ℃;Pre komponenty používané nad 1000 ℃ sa väčšinou používajú čisté kovy ako Nb, Ta, Ni, Pt, PD a Mo.Pracovná teplota komponentov spájkovaných spájkou na platinovej báze dosiahla 2150 ℃.Ak sa po spájkovaní vykoná difúzne ošetrenie 1080 ℃, maximálna pracovná teplota môže dosiahnuť 3038 ℃.

Väčšinu spájok používaných na tvrdé spájkovanie w možno použiť na spájkovanie Mo a spájky na báze medi alebo striebra možno použiť na súčiastky Mo pracujúce pod 400 ℃;Pre elektronické zariadenia a neštrukturálne časti pracujúce pri 400 ~ 650 ℃ možno použiť spájky Cu Ag, Au Ni, PD Ni alebo Cu Ni;Prídavné kovy na báze titánu alebo iných čistých kovov s vysokým bodom topenia je možné použiť pre komponenty pracujúce pri vyšších teplotách.Je potrebné poznamenať, že prídavné kovy na báze mangánu, kobaltu a niklu sa vo všeobecnosti neodporúčajú, aby sa zabránilo tvorbe krehkých intermetalických zlúčenín v spájkovaných spojoch.

Keď sa zložky TA alebo Nb používajú pri teplote nižšej ako 1000 ℃, je možné zvoliť injekcie na báze medi, mangánu, kobaltu, titánu, niklu, zlata a paládia, vrátane Cu Au, Au Ni, PD Ni a Pt Au_Ni a Cu Sn spájky majú dobrú zmáčavosť voči TA a Nb, dobrú tvarovateľnosť spájkovacieho švu a vysokú pevnosť spoja.Keďže prídavné kovy na báze striebra majú tendenciu robiť spájkovacie kovy krehkými, mali by ste sa im čo najviac vyhýbať.Pre komponenty používané medzi 1000 ℃ a 1300 ℃ sa ako prídavné kovy na tvrdé spájkovanie vyberú čisté kovy Ti, V, Zr alebo zliatiny na báze týchto kovov, ktoré s nimi tvoria nekonečne pevné a tekuté.Keď je prevádzková teplota vyššia, je možné zvoliť prídavný kov obsahujúci HF.

W. Pozri tabuľku 13 pre spájkovanie prídavných kovov pre Mo, Ta a Nb pri vysokej teplote.

Tabuľka 13 Prídavné kovy na tvrdé spájkovanie na spájkovanie žiaruvzdorných kovov pri vysokej teplote

2. Technológia spájkovania

Pred spájkovaním je potrebné opatrne odstrániť oxid na povrchu žiaruvzdorného kovu.Možno použiť mechanické brúsenie, pieskovanie, čistenie ultrazvukom alebo chemické čistenie.Spájkovanie sa musí vykonať ihneď po procese čistenia.

Kvôli prirodzenej krehkosti W, w dielov sa musí pri montáži komponentov zaobchádzať opatrne, aby sa predišlo rozbitiu.Aby sa zabránilo tvorbe krehkého karbidu volfrámu, malo by sa zabrániť priamemu kontaktu medzi W a grafitom.Pred zváraním sa musí odstrániť predpätie spôsobené predzváracím spracovaním alebo zváraním.W sa pri zvýšení teploty veľmi ľahko oxiduje.Stupeň vákua musí byť počas spájkovania dostatočne vysoký.Keď sa spájkovanie vykonáva v teplotnom rozsahu 1 000 ~ 1 400 ℃, stupeň vákua nesmie byť menší ako 8 × 10-3 Pa. Aby sa zlepšila teplota pretavenia a prevádzková teplota spoja, proces spájkovania možno kombinovať s difúzna úprava po zváraní.Napríklad spájka b-ni68cr20si10fel sa používa na spájkovanie W pri 1180 ℃.Po troch difúznych ošetreniach 1070 ℃ /4h, 1200 ℃/3,5h a 1300 ℃/2h po zváraní môže prevádzková teplota spájkovaného spoja dosiahnuť viac ako 2200 ℃.

Malý koeficient tepelnej rozťažnosti by sa mal brať do úvahy pri montáži spájkovaného spoja Mo a medzera spoja by mala byť v rozsahu 0,05 ~ 0,13 MM.Ak sa použije prípravok, vyberte materiál s malým koeficientom tepelnej rozťažnosti.K rekryštalizácii dochádza, keď spájkovanie plameňom, pec s riadenou atmosférou, vákuová pec, indukčná pec a odporový ohrev prekročia teplotu rekryštalizácie alebo sa teplota rekryštalizácie zníži v dôsledku difúzie spájkovacích prvkov.Preto, keď je teplota spájkovania blízka teplote rekryštalizácie, čím kratší je čas spájkovania, tým lepšie.Pri spájkovaní nad rekryštalizačnou teplotou Mo musí byť čas spájkovania a rýchlosť chladenia kontrolovaná, aby sa zabránilo praskaniu spôsobenému príliš rýchlym chladením.Ak sa používa oxidačné spájkovanie plameňom, je ideálne použiť zmiešané tavidlo, to znamená priemyselné tavidlo na báze boritanu alebo striebra plus vysokoteplotné tavidlo s obsahom fluoridu vápenatého, ktoré môže získať dobrú ochranu.Metóda spočíva v tom, že sa najprv nanesie vrstva strieborného spájkovacieho taviva na povrch Mo a potom sa nanesie vysokoteplotné tavidlo.Strieborný spájkovací tok má aktivitu v nižšom teplotnom rozsahu a aktívna teplota vysokoteplotného toku môže dosiahnuť 1427 ℃.

Komponenty TA alebo Nb sa výhodne spájkujú vo vákuu a stupeň vákua nie je menší ako 1,33 x 10-2Pa.Ak sa spájkovanie vykonáva pod ochranou inertného plynu, nečistoty z plynu ako oxid uhoľnatý, amoniak, dusík a oxid uhličitý musia byť prísne odstránené.Keď sa spájkovanie alebo odporové spájkovanie vykonáva na vzduchu, musí sa použiť špeciálny spájkovací kov a vhodné tavidlo.Aby sa zabránilo kontaktu TA alebo Nb s kyslíkom pri vysokej teplote, môže sa na povrch naniesť vrstva kovovej medi alebo niklu a môže sa uskutočniť zodpovedajúce spracovanie difúznym žíhaním.