Способ пайки молибдена и его сплавов со сталями и жаропрочными сплавами Советский патент 1983 года по МПК B23K1/19 B23K1/20 

(54) СПОСОБ ПАЙКИ МОЛИБДЕНА И ЕГО СПЛАВОВ СО СТАЛЯМИ И ЖАРОПРОЧНЫМИ СПЛАВАМИ

1

Изобретение относится к области пайки, в частности к способам пайки молибдена высокотемпературными припоями, и может найти широкое применение в машиностроении при пайке изделий, работаюших при высоких температурах с термоциклическими нагрузками.

Известен способ пайки молибдена и его сплавов с использованием в качестве припоя сплава на основе меди 1.

Недостатком способа является низкая коррозионная стойкость паяных соединений.

Известен способ пайки молибдена и его сплавов, при котором в качестве припоя используют никель и производят нагрев в вакууме до температуры пайки с диффузионной выдержкой при этой температуре. Этот способ обеспечивает высокую проч-. ность и коррозионную стойкость соединений деталей из молибдена 2.

Однако при пайке молибдена со сталями и жаропрочными сплавами соединение не выдерживает термоциклирования из-за различия коэффициентов те.мпературного расширения паяемых материалов и отсутствия пластичной прослойки.

Известен способ пайки молибдена и его сплавов со сталями и жаропрочными сплавами, при котором на поверхность молибдена или его сплава наносят покрытие, осушествляют отжиг покрытия в вакууме, производят сборку деталей с укладкой припоя на основе палладия и нагрев в вакууме до температуры пайки. В качестве покрытий используются никель, медь, хром, платина, алюминий 3.

Недостатком способа является низкая надежность паяных соединений, работаюших при высоких температурах с термоциклическими нагрузками, что обусловлено на,5 личием интерметаллидов на границе молибден - покрытие.

Целью изобретения является повышение надежности паяных соединений, работающих при высоких температурах с термо20 циклическими нагрузками.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу пайки молибдена и его сплавов со сталями и жаропрочными сплавами, при котором на поверхность молибдена наносят покрытие, осуществляют отжиг покрытия в вакууме, производят сборку деталей с укладкой припоя на основе палладия и нагрев в вакууме до температуры пайки, в качестве покрытия наносят палладий, а отжиг осуществляют при 1500- 1бОО°С.

Выбор покрытия из -палладия обусловлен отсутствием интерметаллидов в паре молибден-палладий и пластичностью палладия. При 1500°С в молибдене растворяется 5% палладия. С поднятием температуры растворение палладия несколько увеличивается.

На деталях образцов из молибденового сплава ЦМ-6 перед пайкой паяемая поверхность покрывалась палладием, нанесенным гальваническим методом, толщиной 15-20 мкм. Далее производится отжиг в вакууме 5-10 мм рт.ст. при 1500°С с выдержкой 20 мин. На ответные детали образцов из сплава 29 НК перед пайкой наносилось покрытие гальванического никеля толщиной 10-12 мкм и устанавливался припой ПЖК-1000 0,15 мм.

Пайка проводилась в вакууме 510 мм рт.ст. при 1245°С и выдержке 10 мин.

После пайки образцы были испытаны на прочность гидравлическим давлением Р 3р ати и на герметичность Р 25 ати. Все образцы были прочны и герметичны. Часть образцов была разрезана для изготовления микрошлифов, а часть образцов была подвергнута термоциклированию. Проведенный микрорентгеноспектральный анализ показал, что интерметалидной зоны в месте соединения припоя ПЖК-1000 и сплава ЦМ-6 в двух сечениях- по центру щва и по галтели не обнаружено.

Проведенные термоциклические испытания при 20° 600°С показали, что часть

образцов выдержали по 160 термоциклов, а часть - 100-120 термоциклов. Термоцикл 5-6 мин, нагрев до 600°С 1,5-2 мин, выдержка при 600°С 2 мин, ускоренное охлаждение сжатым воздухом (5-6 ати) 1,5-2 мин.

При термоциклировании испытание образцов на прочность Р 30 ати и герметичность Р 25 ати проводилось через каждых 5 термоциклов.

Технико-эконо.мический эффект достигается за счет повыщения эксплуатационной стойкости паяных узлов при высоких температурах и термоциклировании.

Формула изобретения

Способ пайки молибдена и его сплавов со сталями и жаропрочными сплавами, при котором на поверхность .молибдена или его сплава наносят покрытие, осуществляют отжиг покрытия в вакууме, производят сборку деталей с укладкой припоя на основе палладия и нагрев в вакууме до температуры пайки, отличающийся те.м, что, с целью повышения надежности паяных соединений, работающих при высоких температурах с термоциклическими нагрузками, в качестве покрытия наносят палладий, а отжиг осуществляют при 1500-1600°С.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

3.Хряпин В. Е., Лакедемонский А. В. Справочник па-яльщика. М., «Машиностроение, 1974, с. 261-262 (прототип).