Lemljenje vatrostalnih metala

1. Lemljenje

Sve vrste lemova sa temperaturom nižom od 3000 ℃ mogu se koristiti za W lemljenje, a lemovi na bazi bakra ili srebra mogu se koristiti za komponente sa temperaturom nižom od 400 ℃;Dodatni metali na bazi zlata, na bazi mangana, na bazi mangana, na bazi paladija ili bušilice se obično koriste za komponente koje se koriste između 400 ℃ i 900 ℃;Za komponente koje se koriste iznad 1000 ℃, uglavnom se koriste čisti metali kao što su Nb, Ta, Ni, Pt, PD i Mo.Radna temperatura komponenti lemljenih platinastim lemom dostigla je 2150 ℃.Ako se nakon lemljenja izvrši difuzijski tretman od 1080 ℃, maksimalna radna temperatura može doseći 3038 ℃.

Većina lemova koji se koriste za lemljenje w mogu se koristiti za lemljenje Mo, a lemovi na bazi bakra ili srebra mogu se koristiti za Mo komponente koje rade ispod 400 ℃;Za elektronske uređaje i nestrukturne dijelove koji rade na 400 ~ 650 ℃, mogu se koristiti Cu Ag, Au Ni, PD Ni ili Cu Ni lemovi;Za komponente koje rade na višim temperaturama mogu se koristiti metali za punjenje na bazi titana ili drugi čisti metali sa visokim tačkama topljenja.Treba napomenuti da se dodaci na bazi mangana, kobalta i nikla općenito ne preporučuju kako bi se izbjeglo stvaranje krhkih intermetalnih spojeva u spojevima za lemljenje.

Kada se komponente TA ili Nb koriste ispod 1000 ℃, mogu se odabrati injekcije na bazi bakra, mangana, kobalta, titana, nikla, zlata i paladija, uključujući Cu Au, Au Ni, PD Ni i Pt Au_ Ni i Cu Sn lemovi imaju dobru sposobnost vlaženja na TA i Nb, dobro formiranje šavova za lemljenje i visoku čvrstoću spoja.Kako dodatni metali na bazi srebra imaju tendenciju da učine metale za lemljenje krhkim, treba ih izbjegavati koliko god je to moguće.Za komponente koje se koriste između 1000 ℃ i 1300 ℃, čisti metali Ti, V, Zr ili legure na bazi ovih metala koje sa njima formiraju beskonačnu čvrstu i tečnost treba da budu odabrani kao dodatni metali za lemljenje.Kada je radna temperatura viša, može se odabrati dodatni metal koji sadrži HF.

W. Vidi tabelu 13 za lemljenje dodatnih metala za Mo, Ta i Nb na visokoj temperaturi.

Tabela 13. Dodatni metali za lemljenje za visokotemperaturno lemljenje vatrostalnih metala

2. Tehnologija lemljenja

Prije lemljenja potrebno je pažljivo ukloniti oksid na površini vatrostalnog metala.Može se koristiti mehaničko brušenje, pjeskarenje, ultrazvučno ili kemijsko čišćenje.Lemljenje se mora izvršiti odmah nakon procesa čišćenja.

Zbog inherentne lomljivosti W, w dijelovima treba pažljivo rukovati u operaciji sastavljanja komponente kako bi se izbjeglo lomljenje.Kako bi se spriječilo stvaranje krhkog volframovog karbida, treba izbjegavati direktan kontakt između W i grafita.Prednaprezanje zbog obrade prije zavarivanja ili zavarivanja treba ukloniti prije zavarivanja.W se vrlo lako oksidira kada temperatura poraste.Stepen vakuuma mora biti dovoljno visok tokom lemljenja.Kada se lemljenje izvodi u temperaturnom opsegu od 1000 ~ 1400 ℃, stepen vakuuma ne smije biti manji od 8 × 10-3 Pa。 Da bi se poboljšala temperatura pretaljenja i radna temperatura spoja, proces lemljenja može se kombinirati sa tretman difuzijom nakon zavarivanja.Na primjer, b-ni68cr20si10fel lem se koristi za lemljenje W na 1180 ℃.Nakon tri tretmana difuzijom od 1070 ℃ /4 h, 1200 ℃ / 3,5 h i 1300 ℃ /2 h nakon zavarivanja, radna temperatura lemljenog spoja može dostići više od 2200 ℃.

Mali koeficijent toplinske ekspanzije treba uzeti u obzir pri sastavljanju lemljenog spoja od Mo, a razmak spoja treba biti u rasponu od 0,05 ~ 0,13 mm.Ako se koristi učvršćenje, odaberite materijal s malim koeficijentom toplinskog širenja.Mo rekristalizacija nastaje kada lemljenje plamenom, peć s kontroliranom atmosferom, vakuumska peć, indukcijska peć i otporno grijanje premaše temperaturu rekristalizacije ili se temperatura rekristalizacije smanji zbog difuzije lemnih elemenata.Stoga, kada je temperatura lemljenja bliska temperaturi rekristalizacije, što je vrijeme lemljenja kraće, to bolje.Prilikom lemljenja iznad temperature rekristalizacije Mo, vrijeme lemljenja i brzina hlađenja moraju se kontrolirati kako bi se izbjeglo pucanje uzrokovano prebrzim hlađenjem.Kada se koristi oksiacetilensko lemljenje plamenom, idealno je koristiti mješoviti fluks, odnosno industrijski boratni ili srebrni fluks plus visokotemperaturni fluks koji sadrži kalcijev fluorid, koji može postići dobru zaštitu.Metoda je da se prvo nanese sloj srebrnog toka za lemljenje na površini Mo, a zatim premaže visokotemperaturni fluks.Tok za lemljenje srebra ima aktivnost u nižem temperaturnom rasponu, a aktivna temperatura visokotemperaturnog fluksa može doseći 1427 ℃.

TA ili Nb komponente su poželjno lemljene pod vakuumom, a stepen vakuuma nije manji od 1,33 × 10-2Pa.Ako se lemljenje izvodi pod zaštitom inertnog plina, nečistoće plina kao što su ugljični monoksid, amonijak, dušik i ugljični dioksid moraju se strogo ukloniti.Kada se lemljenje ili otporno lemljenje vrši na vazduhu, treba koristiti poseban metal za punjenje i odgovarajući fluks.Kako bi se spriječilo da TA ili Nb dođu u kontakt s kisikom na visokoj temperaturi, na površinu se može nanijeti sloj metalnog bakra ili nikla i može se provesti odgovarajući tretman difuzijskim žarenjem.