Հրակայուն մետաղների եռակցում

1. Զոդում

W եռակցման համար կարող են օգտագործվել 3000 ℃-ից ցածր ջերմաստիճան ունեցող բոլոր տեսակի զոդանյութեր, իսկ 400 ℃-ից ցածր ջերմաստիճան ունեցող բաղադրիչների համար՝ պղնձի կամ արծաթի վրա հիմնված զոդանյութեր։ 400 ℃-ից մինչև 900 ℃ ջերմաստիճան ունեցող բաղադրիչների համար սովորաբար օգտագործվում են ոսկու, մանգանի, մանգանի, պալադիումի կամ հորատման վրա հիմնված լցոնիչ մետաղներ։ 1000 ℃-ից բարձր ջերմաստիճան ունեցող բաղադրիչների համար հիմնականում օգտագործվում են մաքուր մետաղներ, ինչպիսիք են Nb-ն, Ta-ն, Ni-ն, Pt-ն, PD-ն և Mo-ն։ Պլատինի վրա հիմնված զոդանյութով եռակցված բաղադրիչների աշխատանքային ջերմաստիճանը հասել է 2150 ℃-ի։ Եթե եռակցումից հետո իրականացվի 1080 ℃ դիֆուզիոն մշակում, առավելագույն աշխատանքային ջերմաստիճանը կարող է հասնել 3038 ℃-ի։

Mo եռակցման համար օգտագործվող զոդանյութերի մեծ մասը կարող է օգտագործվել, իսկ պղնձի կամ արծաթի վրա հիմնված զոդանյութերը՝ 400 ℃-ից ցածր ջերմաստիճանում աշխատող Mo բաղադրիչների համար։ 400 ~ 650 ℃ ջերմաստիճանում աշխատող էլեկտրոնային սարքերի և ոչ կառուցվածքային մասերի համար կարող են օգտագործվել Cu Ag, Au Ni, PD Ni կամ Cu Ni զոդանյութեր։ Ավելի բարձր ջերմաստիճաններում աշխատող բաղադրիչների համար կարող են օգտագործվել տիտանի կամ այլ մաքուր մետաղական լցոնիչ մետաղներ՝ բարձր հալման կետերով։ Պետք է նշել, որ մանգանի, կոբալտի և նիկելի վրա հիմնված լցոնիչ մետաղները սովորաբար խորհուրդ չեն տրվում՝ եռակցման միացումներում փխրուն միջմետաղական միացությունների առաջացումը կանխելու համար։

Երբ TA կամ Nb բաղադրիչները օգտագործվում են 1000 ℃-ից ցածր ջերմաստիճանում, կարելի է ընտրել պղնձի, մանգանի, կոբալտի, տիտանի, նիկելի, ոսկու և պալադիումի վրա հիմնված ներարկումներ, ներառյալ Cu Au, Au Ni, PD Ni և Pt Au_Ni և CuSn զոդանյութերը լավ թրջվող են TA-ի և Nb-ի նկատմամբ, լավ եռակցման կարերի ձևավորում և բարձր միացման ամրություն: Քանի որ արծաթի վրա հիմնված լցանյութ մետաղները հակված են եռակցման մետաղները դարձնել փխրուն, դրանց օգտագործումը պետք է հնարավորինս խուսափել: 1000 ℃-ից մինչև 1300 ℃ ջերմաստիճանում օգտագործվող բաղադրիչների համար, որպես եռակցման լցանյութ մետաղներ պետք է ընտրվեն մաքուր Ti, V, Zr մետաղները կամ այդ մետաղների վրա հիմնված համաձուլվածքները, որոնք դրանց հետ կազմում են անսահման պինդ և հեղուկ մարմիններ: Երբ աշխատանքային ջերմաստիճանը բարձր է, կարելի է ընտրել HF պարունակող լցանյութ մետաղը:

W. Տես աղյուսակ 13-ը՝ բարձր ջերմաստիճանում Mo, Ta և Nb լցոնիչ մետաղների եռակցման համար:

Աղյուսակ 13՝ Հրակայուն մետաղների բարձր ջերմաստիճանային եռակցման համար նախատեսված եռակցման լցանյութային մետաղներ

2. Եռակցման տեխնոլոգիա

Մինչև եռակցումը անհրաժեշտ է զգուշորեն հեռացնել օքսիդը հրակայուն մետաղի մակերեսից: Կարող են օգտագործվել մեխանիկական հղկում, ավազափոշի, ուլտրաձայնային կամ քիմիական մաքրում: Եռակցումը պետք է իրականացվի մաքրման գործընթացից անմիջապես հետո:

W-ի բնորոշ փխրունության պատճառով, w մասերը պետք է զգուշորեն մշակվեն բաղադրիչների հավաքման գործընթացում՝ կոտրվելուց խուսափելու համար: Փխրուն վոլֆրամի կարբիդի առաջացումը կանխելու համար պետք է խուսափել W-ի և գրաֆիտի միջև անմիջական շփումից: Նախնական եռակցման կամ եռակցման գործընթացի պատճառով նախալարումը պետք է վերացվի եռակցումից առաջ: W-ն շատ հեշտ է օքսիդանում ջերմաստիճանի բարձրացման դեպքում: Եռակցման ընթացքում վակուումի աստիճանը պետք է լինի բավականաչափ բարձր: Երբ եռակցումը կատարվում է 1000 ~ 1400 ℃ ջերմաստիճանի սահմաններում, վակուումի աստիճանը չպետք է լինի 8 × 10-3Pa-ից պակաս: Հոդերի վերահալման ջերմաստիճանը և սպասարկման ջերմաստիճանը բարելավելու համար եռակցման գործընթացը կարող է համակցվել եռակցումից հետո դիֆուզիոն մշակման հետ: Օրինակ, b-ni68cr20si10fel եռակցումը օգտագործվում է W-ի 1180 ℃ ջերմաստիճանում եռակցման համար: Եռակցումից հետո՝ 1070 ℃ /4 ժամ, 1200 ℃ /3.5 ժամ և 1300 ℃ /2 ժամ երեք դիֆուզիոն մշակումից հետո, եռակցված միացման աշխատանքային ջերմաստիճանը կարող է հասնել ավելի քան 2200 ℃-ի։

Mo-ի եռակցված միացման հավաքման ժամանակ պետք է հաշվի առնել ջերմային ընդարձակման փոքր գործակիցը, և միացման բացը պետք է լինի 0.05 ~ 0.13 մմ միջակայքում: Եթե օգտագործվում է ամրակ, ընտրեք նյութ՝ ջերմային ընդարձակման փոքր գործակցով: Mo-ի վերաբյուրեղացումը տեղի է ունենում, երբ բոցային եռակցումը, վերահսկվող մթնոլորտային վառարանը, վակուումային վառարանը, ինդուկցիոն վառարանը և դիմադրության տաքացումը գերազանցում են վերաբյուրեղացման ջերմաստիճանը կամ վերաբյուրեղացման ջերմաստիճանը նվազում է զոդման տարրերի ցրման պատճառով: Հետևաբար, երբ եռակցման ջերմաստիճանը մոտ է վերաբյուրեղացման ջերմաստիճանին, որքան կարճ է եռակցման ժամանակը, այնքան լավ: Mo-ի վերաբյուրեղացման ջերմաստիճանից բարձր եռակցման ժամանակ պետք է վերահսկվի եռակցման ժամանակը և սառեցման արագությունը՝ չափազանց արագ սառեցման հետևանքով առաջացող ճաքերից խուսափելու համար: Երբ օգտագործվում է օքսիացետիլենային բոցային եռակցում, իդեալական է օգտագործել խառը հոսք, այսինքն՝ արդյունաբերական բորատ կամ արծաթե եռակցման հոսք՝ գումարած կալցիումի ֆտորիդ պարունակող բարձր ջերմաստիճանի հոսք, որը կարող է լավ պաշտպանություն ապահովել: Մեթոդը նախ Mo-ի մակերեսին արծաթե եռակցման հոսքի շերտ է պատում, ապա պատում բարձր ջերմաստիճանի հոսքը: Արծաթե եռակցման հոսքը ակտիվություն ունի ցածր ջերմաստիճանային տիրույթում, իսկ բարձր ջերմաստիճանի հոսքի ակտիվ ջերմաստիճանը կարող է հասնել 1427 ℃-ի։

TA կամ Nb բաղադրիչները նախընտրելի է եռակցել վակուումի տակ, և վակուումի աստիճանը լինի ոչ պակաս, քան 1.33 × 10-2Pa: Եթե եռակցումն իրականացվում է իներտ գազի պաշտպանության տակ, ապա գազային խառնուրդները, ինչպիսիք են ածխածնի մոնօքսիդը, ամոնիակը, ազոտը և ածխաթթու գազը, պետք է խստորեն հեռացվեն: Երբ եռակցումը կամ դիմադրության եռակցումն իրականացվում է օդում, պետք է օգտագործվի հատուկ եռակցման լցանյութ մետաղ և համապատասխան հոսք: Բարձր ջերմաստիճանում TA-ի կամ Nb-ի թթվածնի հետ շփումը կանխելու համար մակերեսին կարելի է պատել մետաղական պղնձի կամ նիկելի շերտ և իրականացնել համապատասխան դիֆուզիոն թրծման մշակում: