Способ диффузионной сварки разнородных материалов Советский патент 1981 года по МПК B23K20/16 

(54) СПОСОБ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ РАЗНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

. Шобретение относится к сварке давлением, в частности к диффузионной сва н может быть использовано в электронной, радио- и машиностроительной промышленности при сварке керамики с металлами. Известен способ диффузионной сварки разнородных материалов через промежуточную прокладку из чередующихся сл ев пластичного и тугоплавкого металлов С ll . Недостатком способа является низкое качество соединения металла с керамикой из-за остаточных напряжений, обусловленных разницей коэффициентов терьмического расширения металлов промежуточной прокладки. Шль изобретения - повышение качест ва соединения металла с керамикой за счет уменьшения его остаточных напряжений.. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу диффузионной сварки разнородных материалов через промежуточную прокладку из чередующихся слоев пластичного и. тугоплавкого металлов, используют П1 окладку с плавным уменьшением толщины слоев тугоплавкого металла, и самый толстый слой устанавливают со стороны керамики. Споосб осуществляют следующим образом. Изготавливают .пластины тугоплавкого и пластинчатого металлов многослойной прокладки размером по площади, равным размеру зоны соединения керамической и металлической деталей. Пластины тугоплавкого и пластичного металлов. прокладки очищают от окис ной пленки и обезжиривают. Поверхность керамики и свариваемого металла очищают и обезжиривают. .Помещают керамическую и металлическую детали с многослойной прокладкой между ними из чередующихся слоев пластичного и тугоплавкого металла с уменьшением толщины слоев тугоплавкого металла от керамики к свари- Баемому металлу в камеру установки

диффузионной сварки. Камеру установки диффузионной сварки вакуумируют до остаточного давления газов 1. 5.10 мм рт. ст. Нагревают со скоростью 15-20/мин детали из керамики и свариваемого металла, а также материалы прокладки, и производят диффузионную сварку контактируюы1их материалов. Окг лаждают сваренные детали со скоростью 5-10 /мин до 40-5О С. Развакуумируют камеру установки диффузионной сварки и извлекают сваренные детали.

Уменьшение толщины слоев из тугоплавкого металла от керамики к свариваемому металлу плавно понижает их жесткость и при&одит к снижению остаточных напряжений, т. е. повьпиеншо качества соединения.

Пример, Диффузионной сваркой соединяют керамику УФ-46 со сталью 12Х18Н10Т,

Изготавливают четыре пластины из молибдена толшийой О,О5; 0,25; О,5 соответственно и четыре пластины из меди Ml толщиной 0,15 мм. Поверхност пластин тугоплавкого металла очищают :от окисной пленки и обезжиривают аЦетоном, Поверхйость пластин меди травят в HNOj. Очищают и обезжиривают поверхность керамической детали и детали из стали 12Х18Н1ОТ, Помещают керамическую деталь и деталь из стали 12Х18Н10Т вместе с промежуточной прокладкой из чередующихся слоев ме ди и молибдена в камеру установки диффузионной сварки, В контакте с керамической и стальной деталями находятся медные прослойки. Толщину прослоек из молибдена уменьшают в многослойной промежуточной прокладке от 0,5 мм в первом слое со стороны керамики до 0,1 мм в первом слое со сторону свариваемого металла. Создают в камере установки диффузионной сварти разрежкние 2,6-1О Па. Нагревают вместе с многослойной прокладкой до температуры 1173 К и сдавливают судельньгм

усилием сжатия 10 АШа. Делают изотермическую вьщержку под давлением в течение 1О мин и после охлаждения до температуры 313-323 К извлекают их из камеры. Проведенные в Проблемной научно исследовательской лаборатории диффузионной

сварки в вакууме при МТИММП испытания показали, что соединение керамики УФ-46 со сталью. 12Х18Н1ОТ работоспособны до температуры 973-1073° К, Аналогичные соединения, полученные по известному способу, работоспособны при температурах не вьпие 673°К,

Использование изобретения позво-. ляет повысить жаростойкость сварки

керамики с металлом в 2 раза.

Формула изобретения

Способ ДИФФУЗИОНН9Й сварки разнородных материалов через промежуточную прокладку из чередующихся слоев .пластичного и тугоплавкого металлов. Отличающийся тем, что, с целью повышения качества при соединении металла с керамикой за счет умень шения его остаточных напряжений, используют прокладку с плавным уменьшением толщины слоев тугоплавкого металла, и самый толстый слой устанавливают со стороны керамики.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l,:LiSoH R. Диффузионная сварка химически активных и тугоплавких металлов с нер жавеющей сталью, - WeWinj 3outMa.% 1979, 58, № lO, с, 306-314,