Способ пайки сталей в газовой среде Советский патент 1989 года по МПК B23K1/00 B23K35/38 

Изобретение относится к высокотемпературной пайке и . может быть использовано при изготовлении конструкций из малоуглеродистых легированных сталей.

Цель изобретения - Тювьшение качества паяных узлов из малоуглеродистых легированных сталей путем улучшения растекания припоя, за счет полной-очистки поверхностей деталей от окислов и карбидов.

Способ реализуется, следующим образом.

Детали из малоуглеродистой стали паяют в .печи с изменением состава среды на протяжении термического цикла пайки. Е начальной стадии нагрев производят в науглероживающей среде, . в интервале температура закалки паяемой стали - температура пайки нагрев производят ь обезуглероживающей среде, а охлаждение с температуры пайки осуществляют в науглероживающей среде.

При пайке малоуглеродистых хромистых сталей изменение среды с наугле

00

со

роживающей на обезуглероживающую производят при 850-880°С.

Сущность изобретения заключается в следующем.

В процессе нагрева под пайку на первой стадии (в науглероживающей среде) избыточный углерод, введенный в поверхностный слой деталей, вступает в реакцию ,с окислами железа, мар- ганца и др., находящимися на поверхности легированных сталей. В результате этой реакции образуется окись углерода, которая удаляется с поверхности деталей и, кроме того, разрушает не восстановленные к тому времени поверхностные окиси хрома,никеля и их комплексы.

Количество углерода в поверхност- ном слое деталей должно быть таким, чтобы, обеспечив разрушение окисной пленки, не допустить образования пре пятствующих растеканию припоя сажистых осадков и карбидов, а также не .увеличить его . содержание в паяемой стгши и тем самым не изменить ее физико-химических свойств. В частности избыток углерода в хромистых сталях

Кроме Того, проведение пайки в обез- углероживакхцей среде обеспечивает лучшее качество поверхности паяных деталей. Содержание углерода в поверхностном слое деталей при этом может стать ниже номинального. Переход к третьей стадии - воз- .врат деталей снова в науглероживающу среду - осуществляют сразу по окончании выдержки. Этот переход нужен для компенсации потерь углерода ,в пог,;,. верхностном слое деталей на второй стадии нагрева, а также для обеспечения требуемой гtoвepxнocтнoй концентрации углерода, необходимой для дальнейшей термической обработки паяных деталей и обеспечения механических свойств легированных сталей, из которых эти детали изготовлены. При медленном .охлаждении в печи с науглероживающей газовой средой концентрацию углерода в поверхностном слое сталей удается поднять; в 1,7- 2,2 раза.

Выполнение всех трех стадий пайки по предлагаемому способу осуп ествля- ется перемещением паяемых деталей с нанесенным на них припоем через раз

Изобретение относится к высокотемпературной пайке и может быть использовано при изготовлении конструкций из малоуглеродистых легированных сталей. Цель изобретения - повышение качества паяных узлов из малоуглеродистых легированных сталей путем улучшения растекания припоя за счет полной очистки поверхностей деталей от окислов и карбидов. Детали паяют в печи с изменением состава среды на протяжении термического цикла пайки. В начальной стадии нагрев производят в науглероживающей среде, в интервале температура закалки паяемой стали - температура пайки поддерживают обезуглероживающую среду, а охлаждение осуществляют в науглероживающей среде. На первой стадии нагрева избыточный углерод, введенный в поверхностный слой деталей, вступает в реакцию с окислами железа, марганца и др., а образующаяся окись углерода удаляется с поверхности. На второй стадии удаляется избыток углерода /сажистых отложений и карбидов/, а на третьей стадии восстанавливается количество углерода, необходимое для работоспособности конструкции. 1 з.п. ф-лы.

35

может существенно снизить их корро- 30 личные камеры (зоны ) методической зионную стойкость, т.е. весь углерод, введенный при науглероживании, должен удалиться из стали вместе с продуктами восстановительной реакции.

Для удаления избыточного углерода и окисных остатков с поверхности де- оталей непосредственно перед плавлением припоя переходят к второй стадии нагрева в обезуглероживающей среде. Так как растворимость углерода в аустените больше, чем в феррите, науглероживание следует производить до температуры закалки, чтобы введен- ньш углерод не растворился в стали.в

40

печи, содержшдие либо различные по составу азотоуглеводородные газовы среды, либо одинаковые по составу, но отличающиеся углеродным потенци лом.

Пример. Предлагаемый спосо использовали при пайке штуцеров и фланцев из сталей 12хНЗА, 2х2Н4А. Пайку производили латунным припоем при 1040-1060°С в методической печ типа СКЗ-4.20.1,5/11,5 в среде энд газа (34% , 18% СО, остальное N Путем регулирования углеродного по

Пример. Предлагаемый способ использовали при пайке штуцеров и фланцев из сталей 12хНЗА, 2х2Н4А. Пайку производили латунным припоем при 1040-1060°С в методической печи типа СКЗ-4.20.1,5/11,5 в среде эндо газа (34% , 18% СО, остальное N) Путем регулирования углеродного поизбытке и не остался в ней необрати- тенциала газовой среды в форкамере.

50

МО. Поэтому, как показала экспериментальная проверка, .наилучшей границей перехода от первой к второй стадии является верхний перед температуры закалки, который для большинства малоуглеродистых легированных сталей расположен в пределах 850-880 С.

Выдержку при пайке можно производить как в наугле.роживающей, так и в обезуглероживающей среде (на качестве соединения это мало отражается, од-- нако второй вариант предпочтительнее

так как позволяет избежать мелких графитовых включений в галтелях шва.

1-ой горячей зоне и камере охлаждения бьша создана науглероживающая а мосфера, а в 2-й горячей зоне - обе углероживающая. Таким образом, дета в процессе пайки прошли три стадии: нагрев до 850-860 С в науглероживаю щей среде; нагрев до плавления припоя и выдержка при температуре пайк в обезуглероживающей среде; охлажде ние в науглероживаюпдей среде. В результате пайки были получены 100%-н качественные детали без дефектов па яных швов и галтелей, со светлой не требующей зачистки поверхностью.

личные камеры (зоны ) методической

печи, содержшдие либо различные по составу азотоуглеводородные газовые среды, либо одинаковые по составу, но отличающиеся углеродным потенциалом.

Пример. Предлагаемый способ использовали при пайке штуцеров и фланцев из сталей 12хНЗА, 2х2Н4А. Пайку производили латунным припоем при 1040-1060°С в методической печи типа СКЗ-4.20.1,5/11,5 в среде эндо- газа (34% , 18% СО, остальное N). Путем регулирования углеродного потенциала газовой среды в форкамере.

0

1-ой горячей зоне и камере охлаждения бьша создана науглероживающая атмосфера, а в 2-й горячей зоне - обезуглероживающая. Таким образом, детали в процессе пайки прошли три стадии: нагрев до 850-860 С в науглероживающей среде; нагрев до плавления припоя и выдержка при температуре пайки в обезуглероживающей среде; охлаждение в науглероживаюпдей среде. В результате пайки были получены 100%-но качественные детали без дефектов па- яных швов и галтелей, со светлой не требующей зачистки поверхностью.

После пайки узлы были подвергнуты закалке и отпуску.

Детали из этих же сталей, паянные для сравнения только в науглероживающей или в нейтральной по углероду средах, имели в первом случае: не- пропаи в швах, плохо сформированные галтели, сажистые налеты, пониженную пластичность; а во втором случае - отсутствие растекания припоя и, следовательно, паяного соединения.

Предлагаемьй способ обеспечивает существенное повьшение качества паяных соединений из легированных сталей.

Формула изобретения

от окислов и карбидов, нагрев до температуры закалки паяемой стали производят в науглероживающей среде, дальнейший нагрев до температуры пайки - . в обезуглероживающей среде, а охлаждение - в науглероживающей среде.

2-,, Способ ПОП.1, отличающийся тем, что при пайке малоуглеродистых хромистых сталей изменение среды с науглероживающей на обезуглероживающую производят при 850-880 С.