Способ диффузионной сварки разнородных материалов Советский патент 1991 года по МПК B23K20/16 

1

(21)4634579/27i

(22)28.11.88

(46) 07.03.91. Бюл: № 9

(71)Ленинградское научно-производственное объединение Буревестник

(72)В.Н.Бобер и Г.А.Иванющенко

(53)621.791.66(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 880669, кл. В 23 К 20/16, 1980.

(54)СПОСОБ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ РАЗНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

(57)Изобретение относится к сварке давлением с подогревом разнородных материалов, в частности к диффузионной сварке в вакууме керамики с нержавеющей сталью, и может быть использовано в приборостроении, машиностроении и других отраслях промыш- ленности. Цель изобретения - повышение качества соединения и снижение 1 энергозатрат путем снижения температуры сварки. Способ осуществляют следующим образом Между свариваемыми поверхностями деталей из керамики и стали размещают промежуточную прокладку из чередующихся слоев: пластичного - алюминия и тугоплавкого - титана, металлов. Причем слой из алюминия устанавливают в контакте с керамикой, а слой титана предварительно наносят на сталь. Собранные детали устанавливают в сварочную камеру, создают в ней вакуум, детали сдавливают, нагревают и осуществляют изотермическую выдержку. В процессе свар-а ки обеспечивается более полный физи- 5S ческий контакт при низкой температуре.

С/)

Изобретение относится к области сварки давлением с подогревом разнородных материалов, в частности к диффузионной сварке в вакууме керамики р нержавеющей сталью, и может быть использовано в приборостроении, машиностроении и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является-повышение качества соединения и уменьшение энергозатрат путем снижения температуры сварки.

Способ осуществляется следующим образом.

Между свариваемыми поверхностями деталей из керамики и стали размещают промежуточную прокладку из чередующихся слоев: пластичного - алюминия и тугоплавкого - титана метал- .лов. Причем слой из алюминия устанавливают в контакте с керамикой, а слой титана предварительно наносят на сталь. Собранные детали устанавливают в сварочную камеру, создают в ней вакуум, детали сдавливают, нагревают и осуществляют изотермическую вьщерж- нку. Благодаря использованию в качестве пластичного слоя алюминия, а туго- плавкого - титана, предварительно нанесенного на свариваемую поверхность стальной детали, обеспечивается более полный физический контакт при меньшей температуре сварки, что позволяет повысить качество сварного соединения и снизить энергозатраты.

о со

tsD 1

О

сл

Пример. Изготавливали метал- локерамический узел, состоящий из керамического (22ХС или УФ-46) кольца с наружным диаметром 21 мм и внутрен- ним 16 мм и высотой 3 мм, двух керамических компенсаторов таких же диаме ров, но высотой (расчетной) 2,5 мм, двух шайб из нержавеющей стали 12Х18Н10Т с внутренним диаметром 16 мм и наружным 30 мм и толщиной 0,5 мм и четырех алюминиевых колец, внутренний и наружный диаметр которых равнялись диаметрам керамических деталей а высота составляла 130-150 мкм. Top- цы всех керамических деталей шлифовали до RЈ 2,5 мкм с обеспечением непараллельности торцов не более 0,02мм На свариваемые поверхности шайб из нержавеющей стали с двух сторон в ус- тановке типа Булат методом ионно- плазменного напыления наносили слой титана ВТ1-00 толщиной 7 мкм. Перед сборкой все детали и оправку промывали ацетоном. Собирали узел в следующей последовательности. На опоре оправки размещали керамический изолятор, внутрь которого устанавливали центрирующий палец, высота которого на 1,5 мм меньше высоты собранного металлокерамического узла. По центрирующему пальцу на изолятор последовательно устанавливали: алюминиевую прокладку, металлическую деталь, алюминиевую прокладку, керамическую де

таль, алюминиевую прокладку, металли. Q 5 Q

5

0

5

ческую деталь, алюминиевую прокладку, керамический компенсатор.

Собранный в оправке узел устанавливали, например, в камере вакуумной нагревательной электропечи СГВ-2.4-2/15-И2. Создавали в камере вакуум рт.ст. и нагревали узел до температуры сварки 580°С. За счет разности коэффициентов термического расширения материала тяг оправки и свариваемых материалов оправка создает расчетное, равное 2,0 кг/мм2, давление сжатия. Выдерживали при указанной температуре и давлении узел в течение 60 мин, выключали нагрев и охлаждали узел в печи со скоростью 12°С/мин.

Формула изобретения Способ- диффузионной сварки разнородных материалов, при котором между свариваемыми поверхностями деталей из керамики и стали размещают промежуточную прокладку из чередующихся слоев пластичного и тугоплавкого металлов, в контакте с керамикой устанавливают прокладку из пластичного металла, отличающийся тем, что, с целью повышения качества соединения и уменьшения энергозатрат путем снижения температуры сварки, в качестве пластичного слоя берут алюминий, а тугоплавкого - титан, который предварительно наносят на сталь.