Способ изготовления никель-молибденовой биметаллической ленты Советский патент 1992 года по МПК B23K20/00 

Изобретение относится к области диффузионной сварки

Известен способ изготовления многослойных ленточных материалов диффузионной сваркой, включающим подготовку поверхности, плотную намотку свариваемых лент на оправку с последующим размещением на поверхности свариваемого пакета охватывающего элемента из материала с коэффициентом термического расширения (КТР) меньшим чем у материала оправки Охватывающий элемент в данном способе представляет из себя молибденовую фольгу, намотанную на рулон с натягом. Собранный образом пакет выдерживают в водородной печи при Ј00°С 2 часа Под действием температуры и давления происходит спекание слоев ленты

Недостаток способа - низкое качество биметаллических лент, обусловленное наличием окисных пленок на свариваемых поверхностях, затрудняющих схватывание, и образованием в зоне сварки микроскопических газовых полостей во впадинах рельефа свариваемых поверхностей. Появление этих полостей неизбежно при проведении процесса в газовой среде

Наиболее близким к изобретению является способ изготовления биметаллической ленты диффузионной сваркой, в котором перед намоткой ленты предварительно подвергают совместной холодной прокатке При этом в процессе совместной пластической деформации происходит разрушение окисных пленок и активация поверхности

Недостаток способа - неудовлетворительное качество биметаллической ленты, работающей в условиях термоциклирова- ния, вызванное тем, что операция холодной прокатки не обеспечивает удаление частиц

сл

с

XI

со

4 -N

ю

4

разрушенной окисной пленки из зоны свар- нбго шва, что снижав сцепление слоев

Цель изобретения - повышение качества биметаллической ленты за счет лучшего сцепления слоев Это достигается тем, что в предлагаемом способе, включающем подготовку контактных поверхностей составляющих лент, их совместную плотную намотку на оправку и пбследующую намотку на рулон молибденовой ленты с получением пакета, причем коэффициент термического расширения материала оправки больше чем у молибдена и диффузионную сварку полученного пакета новым является то что подготовку контактных поверхностей составляющих осуществляют посредством вакуумной очистки при температуре 1173 К и выдержке 10 мин до полного испарения или растворения содержащихся на контактных поверхностях окислов нитридов или гидридов с последующим охлаждением при отом весь процесс осуществляют в вакууме

Способ осуществляют следующим образов

Свариваемые ленты с предварительно обезжиренными контактными поверхностями технологическую прокладку, предотвращающую схватывание витков в рулоне оправку с высоким КТР и охватывающую ленту из молибдена помещают в специальное намоточное устройство в вакуумной печи дли проведения вакуумной очистки Названные материалы и деталь могут быть, в частности заправлены в виде неплотного рулойа, в котором между лентами сохраняется зазор

Сущность вакуумной очистки заключается в Том, что изделие подвергается нагреву а безвоздушной среде до температуры, при которой происходит испарение окислов, нитридов или гидридов с его поверхно- стей Одновременно с этим протекают также процессы диффузии части пленок йглубь металла (растворение в металле) и удаление растворенных газов из приповерхностных слоев В результате эти процессы приводит к достижению высокой чистоты поверхностей и к возможности сближения их до возникновения фактического контакта После Гфоведе ния вакуумной очистки лентУ дхлажДают и с помощью намоточного устройства с определенным усилием натя- гивают на оправке Далее на рулон наматывают ленту из молибдена Стянутый рулон нагревают, в результате чего прд действием высокой температуры и давления происходит схватывание очищенных поверхностей лент, t

Необходимость разделения во времени процессов вакуумной очистки и диффузионной сварки объясняется тем, что нагрев при сварке происходит при плотном прилегании поверхностей лент друг к другу Такое расположение значительно затрудняет вакуумную очистку,э при неплотной навивке невозможна диффузионная сварка

После бкончания всего комплекса обработки готовое изделие охлаждают и вынимают из печи Рекомендуется охлаждение

0 проводить со скоростью, на превышающей 15 К/мин

Пример Охватывающую молибденовую ленту наматывали совместно с технологической прокладкой из тонкой листовой

5 слюды на вспомогательный вал приспособления После намотки определенного количества ленты со стороны молибдена подводили никелевую ленту и проводили совместную намотку Ленты укладывали сво0 бодно без натяга Концы лент закрепляли на медной оправке диаметром 120 мм, вмонтированной в наматывающее приспособление Всю сборку помещали в вакуумную печь в которой создавали разряжение по5 рядка 6 7-10 3 Па В условиях вакуума ленты нагревали до 1173 К и выдерживали 10 мин, после чего охлаждали до 323 К Температура вакуумной очистки была выбрана в соотве)- ствии с рекомендациями по отжигу никеля

0 и молибдена перед сваркой Для молибдена эта температура равна 1173 К а для никеля - 1123 К Для процесса совместного отжига была выбрана наибольшая из температур отжига компонентов Аналогично назнача5 лось время достаточное для отжига обоих компонентов

Охлажденные ленты с помощью приспособления плотно наматывали со вспомо- гательного вала на медную оправку

0 диаметром 120мм Рулон нагревали до 1223 К выдерживали 20 мин, охлаждали и извлекали из печи

Образцы размером 20 х 50 мм, вырезанные из биметаллической ленты испытывали

5 на термостойкость по циклу 323-673 К в лабораторной установке термоциклирова- ний

По результатам испытаний термостойкость составила 21000-30000 циклов Ана0 логичные испытания образцов, изготовленных по способу-прототипу, дают значения термостойкости в пределах 7000 циклов до расслоения

Формула изобретения

5 Способ изготовления никель-молибденовой биметаллической ленты, включающий подготовку контактных поверхностей составляющих лент, их совместную плотную намотку на оправку им последующую намотку на рулон молибденовой ленты с получе5 17844246 ; .-. нием пакета, причем коэффициент термиче-поверхностей составляющих осуществляют

ского расширения материала оправки боль-вакуумной очисткой при температуре 1173 К

ше, чем у молибдена, и диффузную свар куи выдержкой 10 мий до полного испарения

полученного пакета, отличающийсяили растворения содержащихся на контакт тем, что, с целью повышения качества бимё-5 ных поверхностях окислов, нитридов и гидталлической ленты за счет лучшего сцепле-ридов с последующим охлаждением, при

ния слоев, подготовку контактныхэтом весь процесс осуществляют в вакууме.

Использование способ позволяет получать биметаллические ленты диффузионной сваркой Сущность изобретения; способ состоит в том, что после подготовки поверхности производят плотную намотку свариваемых лент на оправку с последующей намоткой ленты из материала с коэффи- циентом термического расширения, меньшим чем у материала оправки Подготовку поверхностей осуществляют ёакуум- ной очисткой, для чего перед плотной намоткой ленты помещают в вакуумную печь, нагревают до температуры полного испарения или растворения окислов, нитридов и гидратов, содержащихся на поверхностях свариваемых материалов, ох- лёждают, затем плотно сматывают, а весь процесс, включая дальнейшую сварку, производят в вакууме