Способ оценки качества соединения многослойных материалов
Изобретение относится к испД)1таниям многослойных материалов и может быть использовано при разработке технологии производства, а также для текущего контроля качества биметаллических и многослойных материалов с алюминиевым покрытием. С целью повышения объективности и снижения трудоемкости оценки качества соединения слоев в материалах с алюминиевым покрытием проводят отжиг образцов в области температур интенсивного роста интерметаллидов (И) до полного превращения алюминиевого слоя в И (в случае тонких покрытий) или до образования сплошной прослойки И по площади контакта слоев с последующим удалением остаточного поверхностного слоя алюминия (в случае толстых покрытий). Оценивают качество соединения визуально по относительной площади образца, занятой И. Объективность повышается за счет возможности одновременного визуального анализа всей поверхности выбранного образца. Снижение трудоем- Р кости оценки обусловлено исключением изготовления микрошлифов, использования микроскопов, а также подбором температуры отжига образцов в области наиболее интенсивного роста И. 1 з.п. ф-лы. k (/)
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 В 23 К 28/00 б
I lj
I г
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) . 3999413/25-24 (22) 02.01.86 (46) 15.07.87. Бюл. № 26 (72) Н.К.Чернов, Т.А.Лившиц и Л.С.Протопопова (53) 621.791.12.011(088.8) (56) Малышев В.M. и -др. Серебро. М.:
Металлургия, 1976, с. 238..
Авторское свидетельство СССР
¹ 654379, кл . B 23 К 20/08, 1977. (54) СПОСОБ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СОЕДИНЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к испытаниям многослойных материалов и может быть использовано при разработке технологии производства, а также для текущего контроля качества биметаллических и многослойных материалов с алюминиевым покрытием. С целью повышения объективности и снижения трудоемкости оценки качества соединения слоев в материалах с алюминиевым покрытием проводят отжиг образцов в области температур интенсивного роста интерметаллидов (И) до полного превращения алюминиевого слоя в И (в случае тонких покрытий) или до образования сплошной прослойки И по площади контакта слоев с последующим удалением остаточного поверхностного слоя алюминия (в случае толстых покрытий). Оценивают качество соединения визуалЬно по относительной площади образца, занятой И. Объективность повышается за счет возможности одновременного визуального анализа всей поверхности выбранного образца. Снижение трудоемкости оценки обусловлено исключением изготовления микрошлифов, использования микроскопов, а также подбором температуры отжига образцов в области наиболее интенсивного роста И. 1 з.п. ф-лы.
13233
Изобретение относится к сварке, в,частности к способам испытаний многослойных материалов, а именно к качественной оценке прочности соединения слоев, и может быть использовано в отраслях народного хозяйства, изготовляющих и потребляющих многослойные металлические материалы.
Целью изобретения является снижение трудоемкости и повышение объектив-10 ности оценки качества соединения многослойнык материалов с плакирующим слоем из алюминия или его сплавов.
Способ осуществляют следующим образом. 15
Изготавливают образцы из биметаллической ленты. Проводят изотермический отжиг образцов по режиму роста интерметаллидов.
Критерием оценки оптимальности 20 выбранного режима отжига является изменение цвета алюминия до равномерного темно-серого по всей поверхности покрытия при качественном соединении, или с сохранением белого цвета алюминия по местам дефектов соединения.
Образцы выдерживают при температуре отжига до полного по объему пере" хода алюминия в интерметаллиды на 30 участках с качественным соединением слоев. Для материалов толщиной более
1,0 мм с относительной толщиной алюминиевого слоя более 0,1 выдержку образцов при температуре отжига проводят до образования сплошной по площади прослойки интерметаллидов на участках с качественным соединением, а перед оценкой качества соединения остаточный слой алюминия с поверхнос- 40 ти образца удаляют, например травлением в щелочи.
Затем ведут визуальную оценку качества соединения по относительной площади поверхности образца, занятой р5 интерметаллидом.
Для повышения производительности процесс отжига ведут в интервале температур интенсивного роста интерметаллидов от температуры, превышающей на 100-150 С температуру начала образования интерметаллидов, до 0,9 температуры плавления алюминия.
Применение форсированных режимов отжига образцов и исключение необходимости металлографического анализа обеспечивают снижение трудоемкос! ти опенки качества соединения. Воэмож—
05 2 ность одновременного визуального анализа значительной площади контакта слоев в многослойном материале позволяет вести оценку с более высокой объективностью по сравнению с анализом линейной границы раздела на микрошлифе.
Оценка качества соединения в способе сводится к визуальному сравнению по цвету участков поверхности образца непосредственно после его отжига или же участков контактной поверхности основы после удаления остаточного алюминия с поверхности отожженного образца. Участки с качественным соединением слоев имеют однотонный темный цвет, обусловленный цветом интерметаллидов, а участки без соединения сохраняют исходные цвета составляющих металлов. Критерием качественного соединения слоев является наличие однотонного по цвету и сплошного по всей контактной поверхности интерметаллидного слоя после отжига образцов.
Минимальная температура отжига образцов не должна быть ниже температуры начала образования интерметаллидов в конкретной паре контактирующих металлов. В противном случае химическое взаимодействие металлов отсутствует, интерметаллиды не образуются, а оценка качества соединения невозможна. Отжиг при температуре начала образования интерметаллидов требует увеличения времени выдержки иэ-эа медленного роста слоя интерметаллидов.
Для интенсификации процесса образования интерметаллидов температуру отжио га необходимо выбирать на 100-1.50 С выше .температуры начала образования интерметаллидов. При доведении температуры отжига до температуры плавления более легкоплавкого плакирующего металла (алюминия) дефекты соединения не выявляются вследствие оплавления покрытия.
Ыеред проведением оценки качества соединения слоев каждой конкретной композиции металлов производят экспериментальный выбор температурно-временных условий отжига. На практике рационально применять температуру ото жига в пределах 500-600 С. Время выдержки при выбранной температуре отжига устанавливают до полного превращения алюминия в интерметаллиды на участках с качественным соединением.
С целью сокращения времени выдержки
1323305
Составитель Л.Назарова
Редактор Э.Слиган . Техред И.Попович КоРРектоР И.Муска
Заказ 2908/16 Тираж 975 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое .предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 при отжиге образцов с толстым покрытием (более 0,1 от общей толщины, которая, в свою очередь, превышает
1 0 мм) выдержку ведут до образования под алюминием сплошной (по площади контакта) прослойки интерметаллидов.
Пример. В практической реализации способа проводят оценку качества соединения слоев серии образцов, отобранных от выпускаемой промышлен- 10 костью биметаллической ленты никель— алюминий (с алюминиевым покрытием, нанесенным совместной холодной прокаткой в виде узкой полосы на никелевую основу) .Общая толщинаобразцов 0,2мм, 15 относительная толщина покрытия. 0,03.
Отжиг проводят при 600 С. Путем подбора устанавливают время выдержки
10 мин. Выбранное время выдержки обеспечивает полный переход алюминия в 20 .интерметаллиды на участках с качественным соединением.
Оценку качества соединения ведут по относительной площади поверхности, занятой интерметаллидами. Сплошность темной полосы свидетельствует о качественном соединении слоев по всей площади их контакта. Светлые полосы по кромкам покрытия означают, что алюминий неполностью перешел в интер- 30 металлиды в местах с некачественным соединением.
Внешний вид образцов толщиной более 1,0 мм с относительной толщиной покрытия более 0,1 после отжига и стравливания остаточного алюминия в
10Х-ном растворе NaOH аналогичен образцам, указанным выше.
Предлагаемый способ по сравнению с известным обеспечивает полное пред- 10 ставление о качестве соединения слоев по всей площади их контакта в пределах выбранного образца, а также снижение трудоемкости оценки не менее чем в 2 раза за счет исключения металлографического анализа и применения форсированного температурного режима отжига. формула изобретения
1. Способ оценки качества соедине-. ния многослойных материалов преиму" щественно с алюминиевым покрытием, нанесенным на более тугоплавкие металлы, включающий.иэотермический отжиг образцов по режиму роста интер- металлидов и оценку качества соединения поверхностей контакта слоев по наличию интерметаллидов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения объективности и снижения трудоемкости оценки, образцы выдерживают при температуре отжига до полного перехо- . да алюминия в интерметаллиды по толщине, визуально выявляют наличие дефектных участков соединения на всей площади поверхности покрытой части образца, затем замеряют геометрические размеры выявленных дефектных участков и определяют качество соединения по относительной площади поверхности, занятой интерметаллидами.
2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что при толщине многослойного материала более „1,0 мм и относительной толщине алюминиевого покрытия более 0,1 образцы выдерживают при температуре отжига в течение
20-30 мин, а перед выявлением наличия дефектов соединения остаточный поверхностный слой алюминия с поверхности образца удаляют.
