Կերամիկայի և մետաղների եռակցում

1. Հալեցման հնարավորությունը

Կերամիկական և կերամիկական, կերամիկական և մետաղական բաղադրիչները դժվար է եռակցել: Զոդանյութի մեծ մասը գնդիկ է ձևավորում կերամիկական մակերեսին՝ քիչ կամ ընդհանրապես չթրջվելով: Զոդման լցանյութը, որը կարող է թրջել կերամիկան, զոդման ընթացքում հեշտությամբ առաջացնում է տարբեր փխրուն միացություններ (օրինակ՝ կարբիդներ, սիլիցիդներ և եռակի կամ բազմաչափ միացություններ): Այս միացությունների առկայությունը ազդում է միացման մեխանիկական հատկությունների վրա: Բացի այդ, կերամիկայի, մետաղի և զոդանյութի միջև ջերմային ընդարձակման գործակիցների մեծ տարբերության պատճառով, եռակցման ջերմաստիճանը սենյակային ջերմաստիճանի հասցնելուց հետո միացման մեջ մնացորդային լարվածություն կլինի, ինչը կարող է հանգեցնել միացման ճաքերի:

Կերամիկական մակերեսի վրա զոդանյութի թրջելիությունը կարող է բարելավվել՝ սովորական զոդանյութին ակտիվ մետաղական տարրեր ավելացնելով։ Ցածր ջերմաստիճանը և կարճատև եռակցումը կարող են նվազեցնել միջերեսային ռեակցիայի ազդեցությունը։ Միացման ջերմային լարումը կարող է նվազեցվել՝ համապատասխան միացման ձև նախագծելով և որպես միջանկյալ շերտ մեկ կամ բազմաշերտ մետաղ օգտագործելով։

2. Զոդում

Կերամիկան և մետաղը սովորաբար միացվում են վակուումային կամ ջրածնային և արգոնային վառարանում: Ընդհանուր բնութագրերից բացի, վակուումային էլեկտրոնային սարքերի համար նախատեսված եռակցման լցանյութային մետաղները պետք է ունենան նաև որոշ հատուկ պահանջներ: Օրինակ, եռակցումը չպետք է պարունակի բարձր գոլորշու ճնշում առաջացնող տարրեր, որպեսզի չառաջանա դիէլեկտրիկ արտահոսք և սարքերի կաթոդային թունավորում: Ընդհանուր առմամբ նշվում է, որ երբ սարքը աշխատում է, եռակցման գոլորշու ճնշումը չպետք է գերազանցի 10-3պա, իսկ պարունակվող բարձր գոլորշու ճնշման խառնուրդները չպետք է գերազանցեն 0.002% ~ 0.005%: Զոդման w(o)-ն չպետք է գերազանցի 0.001%-ը, որպեսզի խուսափվի ջրածնի մեջ եռակցման ընթացքում առաջացող ջրային գոլորշուց, որը կարող է առաջացնել հալված եռակցման մետաղի ցայտք: Բացի այդ, եռակցումը պետք է լինի մաքուր և զերծ մակերեսային օքսիդներից:

Կերամիկական մետաղացումից հետո եռակցման ժամանակ կարող են օգտագործվել պղինձ, հիմք, արծաթե պղինձ, ոսկե պղինձ և այլ համաձուլվածքային եռակցման լցոնիչ մետաղներ:

Կերամիկայի և մետաղների ուղղակի եռակցման համար պետք է ընտրվեն Ti և Zr ակտիվ տարրեր պարունակող եռակցման լցանյութ մետաղներ: Երկուական լցանյութ մետաղներն են հիմնականում Ti, Cu և Ti, Ni, որոնք կարող են օգտագործվել 1100 ℃ ջերմաստիճանում: Եռակի եռակցման մեջ Ag, Cu, Ti (W) (TI)-ն ամենատարածված եռակցումն է, որը կարող է օգտագործվել տարբեր կերամիկայի և մետաղների ուղղակի եռակցման համար: Եռակի լցանյութ մետաղը կարող է օգտագործվել փայլաթիթեղի, փոշու կամ Ag, Cu էվտեկտիկ լցանյութ մետաղի միջոցով Ti փոշու հետ: B-ti49be2 եռակցման լցանյութ մետաղը ունի նմանատիպ կոռոզիոն դիմադրություն, ինչպես չժանգոտվող պողպատը և ցածր գոլորշու ճնշում: Այն կարող է նախընտրելիորեն ընտրվել վակուումային կնքման միացումներում՝ օքսիդացման և արտահոսքի դիմադրությամբ: Ti-v-cr եռակցման մեջ հալման ջերմաստիճանը ամենացածրն է (1620 ℃), երբ w (V)-ն 30% է, և Cr-ի ավելացումը կարող է արդյունավետորեն նվազեցնել հալման ջերմաստիճանի միջակայքը: Ալյումինի և մագնեզիումի օքսիդի ուղղակի եռակցման համար օգտագործվել է B-ti47.5ta5 առանց քրոմի եռակցման միացում, և դրա միացումը կարող է աշխատել 1000 ℃ շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանում: Աղյուսակ 14-ը ցույց է տալիս կերամիկայի և մետաղի միջև ուղղակի միացման ակտիվ հոսքը:

Աղյուսակ 14՝ ակտիվ եռակցման լցանյութ մետաղներ կերամիկական և մետաղական եռակցման համար

2. Եռակցման տեխնոլոգիա

Նախապես մետաղացված կերամիկան կարող է եռակցվել բարձր մաքրության իներտ գազի, ջրածնի կամ վակուումային միջավայրում: Վակուումային եռակցումը սովորաբար օգտագործվում է կերամիկայի ուղղակի եռակցման համար՝ առանց մետաղացման:

(1) Համընդհանուր եռակցման գործընթաց։ Կերամիկայի և մետաղի համընդհանուր եռակցման գործընթացը կարելի է բաժանել յոթ գործընթացի՝ մակերեսի մաքրում, մածուկով ծածկույթ, կերամիկական մակերեսի մետաղացում, նիկելապատում, եռակցում և եռակցումից հետո ստուգում։

Մակերեսային մաքրման նպատակն է հեռացնել յուղի, քրտինքի և օքսիդային թաղանթը հիմնական մետաղի մակերեսից։ Մետաղական մասերը և զոդանյութը նախ պետք է ճարպազերծվեն, այնուհետև օքսիդային թաղանթը պետք է հեռացվի թթվային կամ ալկալային լվացմամբ, լվացվի հոսող ջրով և չորացվի։ Բարձր պահանջներով մասերը պետք է ջերմային մշակման ենթարկվեն վակուումային կամ ջրածնային վառարանում (կարող է օգտագործվել նաև իոնային ռմբակոծման մեթոդ) համապատասխան ջերմաստիճանում և ժամանակում՝ մասերի մակերեսը մաքրելու համար։ Մաքրված մասերը չպետք է շփվեն յուղոտ առարկաների կամ մերկ ձեռքերի հետ։ Դրանք պետք է անմիջապես դրվեն հաջորդ մշակման մեջ կամ չորանոցում։ Դրանք չպետք է երկար ժամանակ ենթարկվեն օդի ազդեցությանը։ Կերամիկական մասերը պետք է մաքրվեն ացետոնով և ուլտրաձայնային միջոցով, լվացվեն հոսող ջրով և վերջապես երկու անգամ եռացվեն ապաիոնացված ջրով 15 րոպե յուրաքանչյուր անգամ։

Ծածկույթի մածուկով պատումը կերամիկական մետաղացման կարևոր գործընթաց է: Ծածկույթի ընթացքում այն ​​քսվում է մետաղացման ենթակա կերամիկական մակերեսին՝ վրձնով կամ մածուկով պատման մեքենայով: Ծածկույթի հաստությունը սովորաբար 30-60 մմ է: Մածուկը սովորաբար պատրաստվում է մաքուր մետաղական փոշուց (երբեմն ավելացվում է համապատասխան մետաղական օքսիդ)՝ մոտ 1-5 մկմ մասնիկի չափսերով և օրգանական սոսինձով:

Սոսնձված կերամիկական մասերը ուղարկվում են ջրածնային վառարան և թրծվում են խոնավ ջրածնով կամ ճաքած ամոնիակով 1300 ~ 1500 ℃ ջերմաստիճանում 30-60 րոպե: Հիդրիդներով պատված կերամիկական մասերը պետք է տաքացվեն մինչև մոտ 900 ℃՝ հիդրիդները քայքայելու և կերամիկական մակերեսին մնացած մաքուր մետաղի կամ տիտանի (կամ ցիրկոնիումի) հետ ռեակցիայի մեջ մտնելու համար՝ կերամիկական մակերեսին մետաղական ծածկույթ ստանալու համար:

Mo-Mn մետաղացված շերտի համար, այն զոդանյութով թրջելու համար, 1.4 ~ 5 մկմ նիկելի շերտը պետք է էլեկտրոլիտիկորեն պատվի կամ պատվի նիկելի փոշու շերտով: Եթե եռակցման ջերմաստիճանը 1000 ℃-ից ցածր է, նիկելի շերտը պետք է նախապես թրջվի ջրածնային վառարանում: Թրջման ջերմաստիճանը և ժամանակը 1000 ℃ / 15 ~ 20 րոպե են:

Մշակված կերամիկան մետաղական մասեր են, որոնք պետք է հավաքվեն որպես մեկ ամբողջություն չժանգոտվող պողպատից կամ գրաֆիտից և կերամիկական կաղապարներից: Միացումների վրա պետք է տեղադրվի եռակցման համակարգ, իսկ աշխատանքային մասը պետք է մաքուր պահվի ամբողջ գործողության ընթացքում և չպետք է դիպչել մերկ ձեռքերով:

Եռակցումը պետք է իրականացվի արգոնային, ջրածնային կամ վակուումային վառարանում: Եռակցման ջերմաստիճանը կախված է եռակցման լցանյութ մետաղից: Կերամիկական մասերի ճաքերի առաջացումը կանխելու համար սառեցման արագությունը չպետք է չափազանց արագ լինի: Բացի այդ, եռակցման ժամանակ կարող է կիրառվել նաև որոշակի ճնշում (մոտ 0.49 ~ 0.98 մՊա):

Մակերեսի որակի ստուգումից բացի, եռակցված եռակցված մասերը պետք է ենթարկվեն նաև ջերմային ցնցումների և մեխանիկական հատկությունների ստուգման: Վակուումային սարքերի կնքող մասերը նույնպես պետք է ենթարկվեն արտահոսքի ստուգման՝ համապատասխան կանոնակարգերի համաձայն:

(2) Ուղղակի եռակցման դեպքում (ակտիվ մետաղի մեթոդ), նախ մաքրեք կերամիկական և մետաղական եռակցման միացումների մակերեսը, ապա հավաքեք դրանք: Բաղադրիչ նյութերի տարբեր ջերմային ընդարձակման գործակիցներից առաջացած ճաքերից խուսափելու համար բուֆերային շերտը (մետաղական թերթերի մեկ կամ մի քանի շերտեր) կարող է պտտվել եռակցման միացումների միջև: Եռակցման լցանյութը պետք է ամրացվի երկու եռակցման միացումների միջև կամ տեղադրվի այնպիսի դիրքում, որտեղ ճեղքը հնարավորինս լցված է եռակցման լցանյութով, ապա եռակցումը պետք է իրականացվի սովորական վակուումային եռակցման նման:

Եթե ​​ուղղակի եռակցման համար օգտագործվում է Ag Cu Ti եռակցանյութ, ապա պետք է կիրառել վակուումային եռակցման մեթոդը։ Երբ վառարանում վակուումի աստիճանը հասնում է 2.7 ×-ի, սկսեք տաքացնել 10-3pa-ից, և այդ պահին ջերմաստիճանը կարող է արագ բարձրանալ։ Երբ ջերմաստիճանը մոտ է եռակցանյութի հալման կետին, ջերմաստիճանը պետք է դանդաղ բարձրացվի, որպեսզի եռակցման բոլոր մասերի ջերմաստիճանը հակված լինի նույնը լինելու։ Երբ եռակցանյութը հալվի, ջերմաստիճանը պետք է արագ բարձրացվի մինչև եռակցման ջերմաստիճան, և պահպանման ժամանակը պետք է լինի 3-5 րոպե։ Սառեցման ընթացքում այն ​​պետք է դանդաղորեն սառեցվի մինչև 700 ℃, և այն կարող է բնականաբար սառեցվել վառարանի միջոցով 700 ℃-ից հետո։

Երբ Ti-Cu ակտիվ զոդանյութը ուղղակիորեն եռակցվում է, զոդանյութի ձևը կարող է լինել Cu փայլաթիթեղ՝ Ti փոշու կամ Cu մասեր՝ Ti փայլաթիթեղի հետ միասին, կամ կերամիկական մակերեսը կարող է պատվել Ti փոշու և Cu փայլաթիթեղի հետ միասին։ Եռակցումից առաջ բոլոր մետաղական մասերը պետք է գազազերծվեն վակուումով։ Թթվածնազուրկ պղնձի գազազերծման ջերմաստիճանը պետք է լինի 750 ~ 800 ℃, իսկ Ti-ն, Nb-ն, Ta-ն և այլն պետք է գազազերծվեն 900 ℃ ջերմաստիճանում 15 րոպե։ Այս պահին վակուումի աստիճանը չպետք է լինի 6.7 × 10-3Pa-ից պակաս։ Եռակցման ընթացքում հավաքեք եռակցվող բաղադրիչները հարմարանքում, տաքացրեք դրանք վակուումային վառարանում մինչև 900 ~ 1120 ℃, և պահման ժամանակը 2-5 րոպե է։ Ամբողջ եռակցման գործընթացի ընթացքում վակուումի աստիճանը չպետք է լինի 6.7 × 10-3Pa-ից պակաս։

Ti Ni մեթոդի եռակցման գործընթացը նման է Ti Cu մեթոդին, և եռակցման ջերմաստիճանը 900 ± 10 ℃ է:

(3) Օքսիդային եռակցման մեթոդ։ Օքսիդային եռակցման մեթոդը հուսալի միացում իրականացնելու մեթոդ է՝ օգտագործելով օքսիդային զոդանյութի հալման արդյունքում առաջացած ապակե փուլը՝ ներթափանցելու կերամիկայի մեջ և մետաղական մակերեսը թրջելու համար։ Այն կարող է միացնել կերամիկան կերամիկայի և կերամիկան մետաղների հետ։ Օքսիդային եռակցման լցանյութ մետաղները հիմնականում կազմված են Al2O3-ից, Cao-ից, Bao-ից և MgO-ից։ B2O3, Y2O3 և ta2o3 ավելացնելով՝ կարելի է ստանալ տարբեր հալման կետերով և գծային ընդարձակման գործակիցներով եռակցման լցանյութ մետաղներ։ Բացի այդ, ֆտորային եռակցման լցանյութ մետաղները, որոնց հիմնական բաղադրիչները CaF2-ն ու NaF-ն են, նույնպես կարող են օգտագործվել կերամիկան և մետաղները միացնելու համար՝ բարձր ամրությամբ և բարձր ջերմակայունությամբ միացումներ ստանալու համար։