ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКИ КОНСТРУКЦИОННОЙ КЕРАМИКИ Российский патент 1994 года по МПК B23K35/30 

Описание патента на изобретение RU2012466C1

Изобретение относится к пайке, в частности к составу припоя для соединения конструкционной керамики на основе окиси алюминия, карбида и нитрида кремния.

Известны припои для пайки керамики на металлической основе - меди, медь-титана, серебра и т. д. [1] .

Недостатком известных припоев является то, что соединения, паянные этими припоями, работоспособны до температуры 700оС.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является припой на основе кремния для пайки конструкционной керамики, в состав которой входит один или несколько металлов (Fe, Au, Ni, Pd, Pt, Cr, Ti) - [2] .

В качестве прототипа выбран припой следующего состава, мас. % :
72,5 Si + 22,5 Cr + 5 Ni.

Прочность соединения керамики, паянного этим припоем, составляет 7 - 13 кг/мм2.

Недостатком этого припоя является относительно низкая жаропрочность паяных соединений при температуре свыше 700оС, не превышающая 30% прочности паяемой керамики.

Целью изобретения является повышение жаропрочности паяных соединений.

Поставленная цель достигается тем, что в известный припой, содержащий кремний и хром, в качестве упрочняющей добавки введен церий при следующем соотношении компонентов, мас. % : хром 21-24 церий 3-7 кремний остальное
Церий обладает высокой активностью по отношению к кислороду, углероду, азоту, образуя с ними тугоплавкие соединения.

Введенный в припой церий активно взаимодействует с паяемой керамикой, образуя тугоплавкие интерметаллиды, которые, распределяясь в паяном шве, обеспечивают повышение жаропрочности.

Прочность соединения, паянного предлагаемым припоем системы Si-Cr-Ce, составляет 16-18 кг/мм2 при температуре 1100оС.

При содержании церия менее 3% не проявляется в полной мере эффект повышения жаропрочности паяных соединений, а содержание церия более 7% приводит к образованию большого количества интерметаллидов, что приводит к охрупчиванию соединения.

Таким образом, данный состав припоя придает паяному соединению новые свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения критерию "существенные отличия".

Получаемый припой можно использовать в виде порошка (измельчением слитка) или путем нанесения его на керамику методом термовакуумного испарения.

Пайку керамики предлагаемым припоем производят в вакуумных печах со степенью разрежения порядка 10-5 мм рт. ст.

С целью проверки жаропрочности паяных соединений были изготовлены припои системы Si-Cr с минимальным, максимальным и оптимальным содержанием легирующей добавки (церия).

В качестве паяемого материала использовали керамику на основе карбида кремния марки ОТМ 912. Оценку качества пайки производили на стыковых образцах размером 6 х 6 х 25 мм.

Заданный состав припоя наносили на поверхность керамики методом магнетронного испарения. Толщина нанесенного слоя составляла 15-20 мкм.

Пайку производили в вакуумных печах при температуре 1360-1400оС, остаточное деление 1 - 5˙10-5 мм рт. ст.

Испытания спаянных стыковых образцов осуществляли путем 3-х точечного изгиба в вакууме при температуре 1100оС.

Химический состав припоев и результаты механических испытаний паяных соединений в сравнении с известным припоем представлены в таблице.

Применение предлагаемого состава припоя для пайки конструкционной керамики обеспечивает повышение жаропрочности паяного соединения, что позволяет снизить вес паяемых узлов на 30-40% и значительно улучшить эксплуатационные характеристики.

Похожие патенты RU2012466C1

название год авторы номер документа
ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКИ КОНСТРУКЦИОННОЙ КЕРАМИКИ 1991
  • Суслов А.А.
  • Благутина Л.Л.
RU2012467C1
ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКИ КОНСТРУКЦИОННОЙ КЕРАМИКИ 1991
  • Суслов А.А.
  • Благутина Л.Л.
RU2012465C1
ПРИПОЙ НА ОСНОВЕ ТИТАНА ДЛЯ ПАЙКИ СПЛАВА НА ОСНОВЕ ИНТЕРМЕТАЛЛИДА НИОБИЯ 2015
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Лукин Владимир Иванович
  • Афанасьев-Ходыкин Александр Николаевич
  • Рыльников Виталий Сергеевич
  • Черкасов Алексей Филиппович
RU2600785C1
ПРИПОЙ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ 2009
  • Рыльников Виталий Сергеевич
  • Афанасьев-Ходыкин Алексей Николаевич
  • Черкасов Алексей Филиппович
  • Лукин Владимир Иванович
  • Сидоров Алексей Иванович
  • Соловьева Галина Федоровна
RU2393074C1
ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКИ АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ 2014
  • Степанов Владимир Валерьевич
  • Васенев Валерий Валерьевич
  • Мироненко Виктор Николаевич
  • Свобонас Дмитрий Адольфович
  • Бажанов Андрей Владимирович
  • Леонов Сергей Тимофеевич
  • Данилин Вячеслав Владимирович
RU2584357C1
Припой для пайки сплавов на основе тугоплавких металлов 1990
  • Машкова Валентина Михайловна
  • Елкина Елена Ефимовна
  • Малюкова Наталья Николаевна
  • Калинин Юрий Николаевич
  • Кожевникова Лариса Александровна
  • Глазунов Михаил Григорьевич
  • Кашинкин Александр Павлович
  • Квасницкий Вячеслав Федорович
  • Самохин Сергей Михайлович
  • Карпухин Евгений Павлович
  • Косырев Юрий Николаевич
SU1763135A1
ПРИПОЙ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ 2011
  • Рыльников Виталий Сергеевич
  • Афанасьев-Ходыкин Александр Николаевич
  • Черкасов Алексей Филиппович
  • Лукин Владимир Иванович
  • Евгенов Александр Геннадьевич
RU2452600C1
Способ получения быстрозакаленного безбористого припоя на основе никеля для пайки изделий из коррозионностойких сталей, припой, паяное соединение и способ его получения 2015
  • Иванников Александр Александрович
  • Калин Борис Александрович
  • Федотов Владимир Тимофеевич
  • Севрюков Олег Николаевич
  • Сучков Алексей Николаевич
  • Морохов Павел Владимирович
  • Федотов Иван Владимирович
  • Пенязь Милена Алексеевна
RU2625924C2
ПРИПОЙ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КОНСТРУКЦИИ ТИПА "БЛИСК" 2014
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Лукин Владимир Иванович
  • Афанасьев-Ходыкин Александр Николаевич
  • Рыльников Виталий Сергеевич
  • Черкасов Алексей Филиппович
RU2560483C1
ПРИПОЙ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ 2005
  • Каблов Евгений Николаевич
  • Лукин Владимир Иванович
  • Рыльников Виталий Сергеевич
  • Сидоров Алексей Иванович
  • Черкасов Алексей Филиппович
  • Галицкий Сергей Сергеевич
RU2283742C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 012 466 C1

Реферат патента 1994 года ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКИ КОНСТРУКЦИОННОЙ КЕРАМИКИ

Использование: пайка конструкционной керамики на основе окиси алюминия, карбида и нитрида кремния. Сущность изобретения: припой содержит следующие компоненты, мас. % : хром - 21 - 24; церий 3 - 7; кремний - остальное. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 012 466 C1

ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКИ КОНСТРУКЦИОННОЙ КЕРАМИКИ, содержащий кремний и хром, отличающийся тем, что, с целью повышения жаропрочности паяного соединения, он содержит церий при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Хром 21 - 24
Церий 3 - 7
Кремний Остальное

RU 2 012 466 C1

Авторы

Суслов А.А.

Благутина Л.Л.

Даты

1994-05-15Публикация

1991-06-28Подача