СПОСОБ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ РАЗНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1998 года по МПК B23K20/16 

Изобретение относится к диффузионной сварке разнородных материалов, в частности к сварке молибдена со сплавами на основе никеля, железа или кобальта, и может быть использовано в авиационной и других отраслях промышленности.

Известен способ диффузионной сварки разнообразных материалов с молибденом или жаростойким сплавом через промежуточную прослойку из никеля [1]. Недостатком данного способа является снижение прочности материала из-за образования в зоне контакта интерметаллических соединений, существенно снижающих прочностные качества материала при его эксплуатации при температурах вплоть до 1300^oC.

Решаемая задача предложенного способа состоит в получении соединения с повышенной прочностью соединений при температурах до 1150^oC.

Предложенный способ состоит в том, что поверхность никелевой фольги предварительно насыщают марганцем до концентрации 30-40 ат.% и проводят с использованием промежуточной никелевой прослойки сварку разнородных материалов.

Отличие предложенного способа состоит в том, что поверхность никелевой фольги насыщают марганцем до концентрации 30-40 ат.%, что позволяет избежать образование интерметаллических соединений и тем самым обеспечить хорошее качество соединения. При концентрации марганца ниже 30 ат.% образуются интерметаллические соединения, что существенно влияет на снижение прочности свариваемой конструкции, а при концентрации марганца выше 40 ат.% снижается температура контактного оплавления соединения, что приводит к разрушению материала.

Пример 1. Соединение молибдена с жаростойким сплавом Х23Ю5Т через никельмарганцевую прослойку с концентрацией марганца на поверхности 30 ат.%.

Насыщение поверхности никеля марганцем осуществляли совместным нагревом никелевой фольги с порошком марганца в вакуумной камере в течение 1 часа при 925^oC, в результате чего концентрация марганца достигает 30 ат.%. Свариваемую поверхность молибдена и жаростойкого сплава перед диффузионной сваркой зачищали шлифовальной бумагой и обезжиривали органическим растворителем. На поверхность молибдена устанавливали насыщенную марганцем никелевую прокладку толщиной 0,05 мм и деталь их жаростойкого сплава Х23Ю5Т, помещали пакет в камеру установки для диффузионной сварки, камеру откачивали до давления остаточных газов 5•10^-3 Па, нагревали пакет до 1000^oC, сдавливали его усилием, обеспечивающим давление15 МПа, и выдерживали 15 минут. После этого камеру охлаждали и извлекали соединенные детали. Характеристики полученного многослойного материала приведены в таблице.

Пример 2. Соединение молибдена с жаростойким сплавом Х23Ю5Т через никельмарганцевую прослойку с концентрацией марганца на поверхность 35 ат.%.

Насыщение поверхности никеля марганцем осуществляли совместным нагревом никелевой фольги с порошком марганца в вакуумной камере в течение 1 часа при 950^oC, в результате чего концентрация марганца достигает 35 ат.%. Диффузионную сварку проводили так же, как в примере 1. Характеристики полученного многослойного материала приведены в таблице.

Пример 3. Соединение молибдена с жаростойким сплавом Х23Ю5Т через никельмарганцевую прослойку с концентрацией марганца на поверхности 40 ат.%.

Насыщение поверхности никеля марганцем осуществляли совместным нагревом никелевой фольги с порошком марганца в вакуумной камере в течение 1 часа при 975^oC, в результате чего концентрация марганца достигает 40 ат.%. Диффузионную сварку проводили так же, как в примере 1. Характеристики полученного многослойного материала приведены в таблице.

Таким образом, предложенный способ позволяет по сравнению с прототипом повысить прочность материала при температурах до 1150^oC.

Литература
1. Диффузионная сварка материалов. /Справочник/ Под ред. Н.Ф.Казакова. - М.: Машиностроение, 1981, - 217 с.

Изобретение может быть использовано при сварке молибдена со сплавами на основе никеля, железа или кобальта в авиационной и других отраслях машиностроения. Поверхность никелевой фольги предварительно насыщают марганцем до концентрации 30-40 ат. %. Проводят с использованием промежуточной никелевой прослойки сварку разнородных материалов. Предложенный способ позволяет повысить прочность композиционных материалов на растяжение при температурах эксплуатации до 1150^oC. 1 табл.

Способ диффузионной сварки разнородных материалов через промежуточную прокладку из никелевой фольги, отличающийся тем, что поверхность фольги предварительно насыщают марганцем до концентрации 30 - 40 ат.%.