Экзотермический припой для пайки жаростойких углеродсодержащих материалов Советский патент 1987 года по МПК B23K35/32 

I1

Ичобретенне относится к паГтке, н частности к составу экзотермическог припоя для пайки изделий из жаростоких KOMIIO-)идионных у глеродсодержащи материале , применлющихся в авиа- дионной, ме галлургической, электро- техиическоГ, химической и других о т р а с л я X up омыгп л е н и о с т и .

изобретения является повышение жарос Г оГ кости иаяного соеди- нения.

Прило имеет следующий состав, мае. 7„:

Кремни1т12-50

Алюминий7-16

Металлы

IV 1 РУТГГ1Ы

Периодической системы

элементовОстал но

Порошкообразная смесь указанных компонентов зернистостью -f 60 мкм предварительн(.) пресс уотся в таблетк или ленту толщиной мм при лаятк; нии прессования 500-5000 кгс/см . Слгрессованные таблетки или jieiiTy размещак т деталями из жаро- с гойких углеродсодержащих материа- лс в, нодлежащих пайке, затем детали 1одвер1 ают воздействию сжимающей нагрузки 50-100 кгс/см . Месю спая нагревают пропусканием электрическо | о -гока через соединяемые .

Введение в состав экзотермическо- го припоя К11емния способствует повышению жаростойкости припоя, так- как в прстдессе экзотермической реакции образуются жаростойкие силицид11| Формирование более жаростойкого си- лицидног о шва особенно .важно при пайке изделий из жаростойких силици- рованных материалов в металлургии - при из1Ч товлении чехлов термопар, огнеупорно футеровки и THi-jiei, в химии - при изготовлении теплообмен- никч)в. При содержании в припое менее 12 мас.% кремния термические характеристики его ухудшаются. При введении в состав припоя более эО мае./с кремг{ия также ухудтаютсуг термические характеристики П1)и од- нонременном с1П1жении плотности и прочности.

Вве/1ение в состав припоя доПлвки

алюминия в пределах 7-16 мае . А к у.г;уч111епию iM o термических хар.чктеристик и повышен:; прочности

557

за счет улучшения электропровоппос- ти шихты и образования ,

Зк отермическая реакция в приио.- Г1ротекает в дне стадии, а именно при образовании алюминидов и силицидов металлов. Экзотерм 1ческая реакция ва первой стадии протек,.ет при ( ( :, и заканч1И5ается образованием

нидов металлов; хМе + уЛ

Мб;

Л;

После первого самовос;1лаке;;ения экзосмеси температура возрастает до 1300-1500°С, что через некоторое время (5-15 с) прив(1дит к второму самовоспламенению экзоприпоя, связаному с протеканием i экзотермической реакции образования силици/иж: хМе + у Si - - Mcx-Si :.

Образующиеся па nv-pno,; cTa;i;i;i с.равпительно легкоплатлсие пргидудты реакции (алюм1 ниды меч аллов) ук. км - няют материал таб.четки припои, ПРО-- виксТют в макро- и микро 1еег ло;; ости соединяемых поверхностей, способствуют ускорению протекания втс.роГ стадии экзотермической реакдиь; :,-. разовари:;: силицидного соедини 1(;ч: го шва.

Облег чение протекания вт:гт.п1 i ., дии экзотег мической реакции лк ;., с пoвыIllGП Ie темпе|)атуры и у- - . ir-,i,- нием миссоперечос; из-за ч;;:;ч а;я жидкой при образованип i p,:) ;,:ii- ч ельво ле гкчэплавких алюмини.цоь тачлов.

При содержании в сосгаве экчгмтг);. поя менее 7 мае./ алюминия слмогго-v- пламенепия при низких температурах не наблюдается, т.е. первая стадия экзотермической реакции (образовани а 1юминидов металлов) не протекасгг.

JTO в свою очеред ь затруд гяет протекание экзотермической реакци )бразования силицидов, что приводит к увеличению времени пайки и умень- плотности и прочности паяного шва.

Содержание в экзоприпое более 16 мас.% алюминия приводит к (ч.-етнму ухудшению термических харг чх рис- тик п, в особенности, с}И1же-.1и. жа- (см. таблицу), -к; иери- мег:та.1и,но показано, что )i:.i ;-: С гой- кг,с;ть паяного шва находит i:4 н--- ,- HJ- |г- известного си.иицироианногс ; : та марки СП- и значител - .-о np-- i- iiitaex жаростоГичость бо|)ид,ных i: карГи/пн. х материалов.

313

Примеры выполнения при17оя и рой- ства паяного соединения даны п таблице ,

Процесс производили следующим образом.

Между двумя углеродньми образцами цилиндрической формь 0 10x35 мм помещают таблетку припоя. Соединяемые 1;( с припоем устанавливают между зажимами установки с электроконтакт- ным нагревом и пропускают через них ток до воспламенения экзоприпоя. После воспламенения припоя детали сдавливают с удельным усилием 0,5 кгс/см.

Температура в стыке после воспламенения возрастает до 1300-1500°С и происходит второе воспламенение экзоприпоя. По окончании экзотермической реакции, сопрониждающейся искре554

нчем, npoiivcKahuic электрического тока прекращают и дста:п1 охлаждак т.

о р м у л а изобретения

1. Экзотермический прииой для пайки жаростойких у1 перодсодержап(их материалов, содержащий металл IV группы мориодической системы ; JIeмeнтoв, о т л и ч а ю щ и и с н тем, что, с целью иовыгаенип жаростойкости паяного соединения, он дополнительно содержит кремний и алюминий при следующем соотношении компонентов,мае.% Кремний12-50

Алюминий7-16

Металл IV группы Периодическойсистемы элементовОстальное

Изобретение касается пайки, в частности составов экзотермического припоя для пайки жаростойких угле- родсодержащих материалов. Целью изобретения является повьшение жаростойкости паяного соедине(ия. Припой имеет следующий состав, мае. %: кремний 12-50; алюминий 7-16, металл IV группы периодической системы элементов остальное. Припой применяют в виде таблеток или ленты, Данньш припой обеспечивает получение паяного соединения с жарогтоти-пстью, fin- хо;дящейся на уровне силицированного графита марки С1М и значительно превышающей жаростоу4кость боридных и карбидных NiaTepnajioFj. I 1-аГ)Л. со о 0-1 01