Припой для пайки изделий из термостойких высокотвердых материалов Советский патент 1978 года по МПК B23K35/30 C22C9/08 

3

удовлетворительного емачнвания минералокерамнки.

Целью изобретения является повышение качества иайки припоя путем увеличения жееткости и жаропрочности.

Для этого предлагаемый припой для иайки изделий из термостойких высокотвердых ма териалов, преимуш ественно минералокерамики на основе корунда, содержащий медь, марганец, металл подгруппы железа, металл, выбраппый из группы; олово, кадмий, висмут, свинец, металл, выбранный из группы: молибдеп, хром, вольфрам, дополнительно содержит карбид хрома при следующем соотношении комиоиентов, вес. %;

Карбид хрома10-50

Металл выбранный из группы: молибден, хром, вольфрам5-50

Металл подгруппы железа1-20

Марганец1-20

Металл, выбранный из группы: олово, кадмий, висмут, свииец1 -10 Медь Остальное

Предложенный припой состоит из двух каркасных тугоплавких фаз: частиц карбида хрома п молибдена хрома, вольфрама и одиой легкоплавкой (жндкой в момент пайки) фазы в виде сплава меди, металла подгруппы железа, марганца, олова и частичио растворенного в указанном сплаве молибдена (хрома, вольфрама) .

Карбид хрома является основной каркасной составляющей, обеспечивающей жаропрочность и жесткость припоя. По сравнению с другими соединениями из класса карбидов или боридов, которые могут быть использованы в этих целях, он отличается паименьшей дефицитностью, дещевизиой, а также, как показывают исследования, хорощо смачивается сплавами на основе меди при низких температурах порядка 1000-1200°С. Другие широко известные твердые и тугоплавкие соедииения, например карбиды вольфрама, молибдена, титана, дороже и образуют с медными сплавами менее прочные керметы из-за меньшей смачиваемости их медными сплавами при температурах порядка 1000°С. Такой дешевый материал как карбид кремния интенсивно разлагается медными сплавами и т. д. Молибден также существенно повышает жаропрочность припоя и, растворяясь частично в легкоилавкой части сплава, наряду с марганцем способствует смачиванию корундовых материалов.

Как показывают исследования, легкоплавкая часть припоя содержащая металл подгруппы железа, медь, марганец, растворяет в себе в условиях пайки до 5-10% молибдена. Такой сплав уже при температуре 1000- 1200°С имеет острый угол смачивания по отионгеиию к корунду и растекается по его поверхности. Карбид хрома и молибдеиа в известной мере являются взаимозаменяемыми

4

компонентами. При содержании их в припое ннже указанных количеств прнной не имеет достаточных прочностных свойств, при увеличении их содерл ания выше указанного верхнего предела ирииой имеет температуру пайки, превышающую термостойкость стального корпуса.

Введение металла подгруппы железа увеличивает прочностные свойства припоя, марганец способствует с.мачиванию корунда и играет роль раскислителя, олово является регуляTopOiM температуры пайки и повышает прочность припоя, медь - основной компонент припоя, определяющий его температуру пайки и

свойства. При содержании никеля, олова, марганца в количествах меньших, чем приведенные в составе припоя, эти элементы не выполняют своего назначения, превышение их содерлсания ухудшает свойства припоя, так

как увеличение содерл ания металла нодгр ппы железа чрезмерно повышает температуру пайки, увелнчепие количества марганца и олова охруичивает припой. Пример 1. Закрепляют цилиндры из минералокерамики на основе с прочностью на изгиб более 50 кг/мм в глухой паз стального корпуса припоем следующего состава, вес. %: карбид хрома 35; хром 5,5; никель 5,25; железо 13,25; медь 30; марганец 9,9; олово 1,1.

Смесь порощков хрома и карбидохромовой смеси КХП115 (85% карбида хрома и 15% никеля) представляла каркас с иогрулсением в него цилиндром из минералокерамики. Каркае пропитывают сплавом медь - л елезо - марганец - олово. Пропитку производят на установке ТВЧ в многоместной графитовой форме нод флюсом N° 209 при 1170°С и выдержке 7 мин.

Пример 2. Закрепляют цилипдры из минералокерамики в глухой паз етальпого корпуса припоем следующего состава, вес. %: карбид хрома 12,5; молибден 8; железо 18,5; медь 43,7; марганец 18,8; олово 8,5.

Пропитку каркаса из порошков карбида хрома, молибдена и л :елеза производят при 1020°С и выдерл ке 7 мин.

Пример 3. Закрепляют цилиндры из минералокерамики в глухой паз етальпого корпуса припоем следующего состава, вес. %: карбид хрома 44,8; молибден 47,3; никель 1,5; марганец 1,2; олово 1,0; медь 4,3.

Смесь порошков указанного состава с цилиндром из минералокерамики, загрулхенные

в глухой паз стального корпуса, подвергают горячему прессованию в графитовой многомеетной пресс-форме при 1200°С, давлении 200 кг/см2, выдерл ке 3 мни.

Пример 4. Закреиляют цилиндры диаметром 7 мм и высотой 6 мм из мппералокерамики на основе корунда прочностью на изгиб более 50 кг/см в паз стального корпуса прппоем следующего состава, вес. %: карбид хрома 25; молибден 25; никель 3,25;

железо 6,25; марганец 9; медь 27; олово 4.

Пропитку каркаса из порошков молибдена и карбндохромовой смеси КХН 15 производят сплавом меди - железо - марганец - олово при ПООС и выдержке 7 мии. Стальные корпуса с впаянными в них цилиндрами из минералокерамики используют для заточки на них резцов проходного типа.

Применение нрииоя предложенного состава позволяет создать новый вид режущего инструмента - запаянные резцы из высокопрочной минералокерамики на основе корунда. Такие резцы имеют надежное закрепление режущего элемента нри самых жестких режимах эксплуатации и щирокую перспективу внедрения при получерновой обработке чугунов и сталей твердостью 40-50 Re взамен инструментов из твердого снлава.

Формула изобретения

Припой для пайки изделий из термостойких высокотвердых материалов, иреимуществеино минералокерамики на основе корунда, содержащий медь, марганец, металл, выбранный из грунны: олово, свинец, внсмзт, кадмий, металл подгруипы железа, металл, выбранный нз группы: молибден, хром, вольфрам, от л ич а О щ и и с я тем, что, с целью повышения качества пайки путем увеличения жесткости и жаропрочности припоя, он дополнительно содержит карбид хрома при следующем соотношении компонентов, вес. %:

1-20

Марганец

Металл, выбранный из группы: олово, висмут, кадмий,

-10 свинец -20

Металл подгруппы железа

Металл, выбранный из группы: молибден, хром, воль5-50фрам 10-50

Карбид хрома Остальное

Медь Источннки информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 383354, кл. В 24D, 1971.

2.Заявка № 2151614/27, 04.07.75, по которой принято решение о выдаче автооского свидетельств я.