Способ пайки титановых сплавов

 

СПСЮОБ ПАЙКИ ТИТАНО ВЫХ СПЛАВОВ, 1ФН котором между паяемыми поверхностями помешают . прослойку нз титана, плакированную с Двух сторон медью, производят нагрев . выше температуры ксястактного плавдения пары титан-медь, выдержку до полного затв девания образовавшегося пропоя и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности паяных соединений при пайке спожнолегированных сплавов, соотношение суълмл топшины imaкнрованного слоя к толщине титановой прослойки выбирают в пределах 1:15-1:40. /

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) В 21 К 1/19

ГООУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) . 3330097/25-27 (22) 14.08.81 (46) 23.04.83, Бюл. М 15 (72) Г. Б. Строганов, А. С. Шпигель, В. С. Рыльников, Б. Н. Перевезенцев н Н. М. Соколова (S3) 621.791,3 (088,8) (56) X. Иолгов Ю, С. Сидохин Ю. Ф. -Вонросы фс рмирования паяного шва. М „

Машиностроение, 1973, с. 69-90.

2. Заявка Японии М 44-24258, кл. 12 В 221, опублик. 1969 (прототиц) . „„SU„„1013074 А (54) (57) СПОСОБ ПАЙКИ ТИТАНО. ВЫХ СПЛАВОВ, при котором между .: цаяемыми поверхностями помещают прослойку из титана, плакированиую с . двух сторон медью, производят нагрев выше температуры контактного плавления пары титан-медь, выдержку до полного затвердевания образовавшегося припоя н охлаждение, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью повышения прочности паяных

- соединений при пайке сложнолегированных сплавов, соотношение сумма толщины плакированного слоя K толщине титановой lIpo слойки выбирают в пределах 1:15-1:40.

1013074

Изобретение о тносится к пайке, в частности, к способам контактно-реактивной пайки итановых сплавов, и может быть использовано.в различных отраслях машиностроения и радиотехники при пайке сложнолегированных титановых сплавов.

Известны способы пайки титановых сплавов, при которых между паяемыми поверхностями помешают прослойку из металла, способного к контактному плавлению в паре с титаном (серебро, медь, никель и др.), производят нагрев выше температуры контактного плавления, выдерживают до полного затвердевания припоя (1.3,, 15

Недостатком способов является низкая прочность паяных соединений по сравнению основным металлом в случае пайки сложнолегированнык сплавов.

Наиболее близким по технической суш- 2О ности к изобретению является способ пайки титановых сплавов, при котором между паяемыми поверхностями помешают прослойку из титана, плакированную с двух сторон медью, производят нагрев выше температуры контактного плавления пары титан-медь, выдержку до полного затвердевания образовавшегося припоя и охлаждение. Соотношение толщины прослойки иэ титана к суммарной толщине медных .ЗО слоев соответствует соотношению титана и меди 9 эвтектике, наиболее близкой к титану. При пайке пластина полностью расплавляется (2 ).

Недостатком способа является то, что предел прочности паяных соединений при пайке сложнолегированных титановых спла« вов типа ВТ15 и ВТ23 составляет не более 50% прочности основного материала.

Целью изобретения является повыше-. 4p ние прочности паяных соединений сложно-: легированных титановых сплавов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу пайки титановых сплавов, при котором между паяемыми 45 поверхностями помещают прослойку из титана, плакированную с двух сторон медью, производят нагрев выше температуры контактного плавления, пары титан-медь, выдержку при этой температуре до попного затвердевания припоя и охлаждение, соотношение суммы толщин плакированного слоя к толщине титановой прослойки выбирают в пределах 1:15-1:40..

Принципиальным отличием диффузион55 ного взаимодействия припоя с основным материалом в соответствии с данным способом контактно-реактивной пайки является характер диффузионного растворения меди иэ соединения. В процессе пайки происходит преимущественное растворение меди в титановой прослойке, одновременно в эту прослойку диффундируют элементы, содержащиеся в основных материалах.

Микрорентгеноспектральный анализ паянных тонкостенных элементов (-0,1 и

0,2 мм) иэ титана ВТ1-0 с ВТ1-Q u

ВТ1-0 с ВТ15 позволяет установить следующие закономерности.

Распределение концентрации меди в паянном соединении ВТ1-0 с ВТ1-0 свидетельствует о диффузии меди на исю толщину основного металла. Максимальное. содержание меди находится в центральной части соединения. При соединении сплава ВТ15 с титаном ВТ1-0 меняется характер диффузионных процессов. диффузия меди в сплав ВТ15 затруднена. Это явление связано с противодиффузией легируюших компонентов (хром м6либден) в основной металл. Очевидно, при соединении сплава ВТ15 с ВТ15 диффузия легируюших компонентов еше более затруднена. диффузия меди в сложнолегированные сплавы протекает значительно медленее, чем в прослойку чистого титана.

П ри соотношении толщины меди в прослойке к толщине последней большем чем 1:15, прочностные характеристики не достигают максимальных значений из-аа значительного содержания легирующих элементов и меди в титановой прослойке и недостаточно эффективного диффузионного рассасывания меди. В то же время при суммарной толщине меди в прослойке к толшине последней меньше чем 1:40 разрушение соединений имеет пластичный характер, однако прочность соединений понижается

:ввиду появления в соединении слишком больших толшин малолегированного тита-, на, Толщина медных прослоек должна быть в пределах 4-10 мкм. При меньих значениях толщины может не обра,зовываться требуемого количества жидкой.фазы для формирования соединений, при больших значениях происходит раст ворение основного материала в местах скопления жидкой фазы. Время выдержки при пайке должно быть в пределах 0,51,5 ч и определяться степенью протекания диффузионных процессов. Следовательно, для получения эптимальных механических свойств соотношение суммы толшины плакированного слоя к толщине тиTaHoBoN прослойки должно составлять не более.1:15 и не менее 1:40.

1000

50-60

90-1 10

85-115

1в15

980

120

4+4

980

320

1:40

Составитель Ф, Конопенко

Редактор Т. Кугрышева Техред О.Неце Корректор E. Рошко ъ Заказ 2860/14 Тираж 684 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 1013074 4

Способ осуществляется следующим об- уме 5-10 4мм, рт..т. до 980-1000 С разом. и выдерживают при з."ой температуре 1Образны из титанового сплава ВТ15 2 ч. обезжиривают и между ними помешают Результаты механических испытаний прослойку из меди или прослойку иэ обраэпов предлагаемым и известным спотитанового сплава ВТ1-0 с нанесенными собами представлены в табаипе. на нее вакуумным напылением слоями меpg Применение изобретения для пайки

Образны помешают в,снижакшее при- . сложнолегированных сплавов типа ВТ15 сиособление, обеспечивающее давление gy и ВТ23 иовъпиает прочность паяных соесжатия 0,4 кгс/см, нагревают в ваку- . динений на 70-90%.

О