Способ диффузионной сварки разнородных материалов

 

Изобретение относится к сварке давлением с подогревом, в частности к технологии диффузионной сварки, и может быть использовано при получении композиционных материалов в машиностроительной промышленности при сварке карбидов тугоплавких металлов с керамикой. Цель изобретения - повышение качества сварного соединения путем снижения уровня остаточных напряжений при сварке карбидов тугоплавких металлов с керамикой. Между свариваемыми поверхностями деталей из карбида тугоплавкого металла и керамики размещают промежуточную прокладку из металла, входящего в состав тугоплавкого металла. Детали сдавливают, нагревают до температуры сварки и осуществляют изотермическую выдержку. Затем сваренные детали подвергают отжигу при температуре 0,6-0,8T<SB POS="POST">пл</SB> материала промежуточной прокладки и охлаждают. При отжиге происходит трансформация диффузионной зоны, образование прослойки нестехиометрического карбида тугоплавкого металла, более пластичного, чем исходные материалы. Наличие такой прослойки, а также отсутствие дополнительных фаз в зоне сварного соединения приводят к снижению остаточных напряжений.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦ ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (5I) 4 В 23 К 20 16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К A ВТОРСНОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4375441/31-27 (22) 15.12.87 (46) 30.07.89. Бюп. ¹ 28 (71) Куйбышевский политехнический институт им. В.В. Куйбьппева (72) Е.И. Кричевер (53) 621.791 ° 66(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР. № 975288, кл. В 23 К 20/16, 1981. (54) СПОСОБ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ РАЗНОРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к сварке давлением с подогревом, в частности к технологии диффузионной сварки, и может быть использовано при получении композиционных материалов в машиностроительной промышленности при сварке карбидов тугоплавких металлов с керамикой. Цель изобретения - повьппение качества сварного соединения путем снижения уровня

Изобретение относится к сварке давлением с подогревом, в частности к технологии диффузионной сварки, и может быть использовано при получении композиционных материалов в машиностроительной громышленности при сварке карбидов тугоплавких металлов с керамикой.

Целью изобретения является повышение качества сварного соединения путем снижения уровня остаточных напряжений при сварке карбидов тугоплавких металлов с керамикой.

Способ осуществляют следующим образом.

„„SU„„3496963 A 1

2 остаточных напряжений при сварке карбидов тугоплавких металлов с керамикой. Между свариваемыми поверхностями деталей из карбида тугоплавкого металла и керамики размещают промежуточную прокладку из металла, вхо-. дящего в состав тугоплавкого металла. Детали сдавливают, нагревают, до температуры сварки и осуществля- ют изотермическую выдержку. Затем свар енные детали подвергают отжигу при температуре 0,6-0,8 Т„„материала промежуточной прокладки и охлаждают. При отжиге происходит трансформация диффузионной зоны, образование прослойки нестехиометрического карбида тугоплавкого металла, более пластичного, чем исходные материалы.

Наличие такой прослойки, а также отсутствие дополнительных фаз в зоне сварного соединения приводит к снижению остаточных напряжений.

С0

Между свариваемыми поверхностями деталей из тугоплавкого металла и CO керамики размещают промежуточную про- ©1 кладку из металла, входящего в состав ф© тугоплавкого металла, детали сдавливают, нагревают до температуры сварки и осуществляют изотермичес-. кую вь1цержку . Затем сваренные детали подвергают отжигу при температуре

0,6-0,8 Т материала прокладки и охлаждают.

В результате отжига в зоне сварного шва образуются только две фазы: карбид тугоплавкого металла и карбид кремния, причем карбид тугоплавкого

3 1496963 металла отличается по стехиометрни от исходного карбида в связи с понижением содержания в нем углерода.

С уменьшением содержания углерода в карбидах тугоплавких металлов уменьшается их твердость и, соответственно, растет пластичность. Таким образом, создается более пластичная, чем исходный материал, прослойка. . 10

Кроме того, в сварном шве отсутствуют дополнительные фазы, служащие концентраторами напряжений. Наличие пластичной прослойки и отсутствие дополнительных фаз в зоне сварного 15 шва приводит к снижению уровня остаточных напряжений и повышению качества сварного соединения.

При температуре меньше 0,6 Тщ образовавшиеся.в процессе диффузион- 20 ной сварки дисилициды тугоплавких металлов не вступают в реакцию со свободным углеродом. При температуре отжига, равной 0,6-0,8 Тд„, в результате указанной реакции дисилициды 25 превращаются в карбиды исходных материалов. Выбранная температура обеспечивает полноту прохождения реакции и существенно ускоряет ее. С повышением температурй отжига выше 30

0,8 Т не происходит заметной интенсификации процесса.

Пример . Диффузионную сварку карбида циркония с карбидом кремния через промежуточную прокладку из циркония проводили при 1300 С, остаточное давление s. печи 0,5

-4

i10 мм рт.ст. „время изотермической выдержки 15 мин, давление 7 нПа.

Перед охлаждением осуществляли отжиг при 1600 С (0,8 Т циркония), в течение 10 ч с последующим охлаждением со скоростью 100 С 1 мин. Проведенные лабораторные испытания показали повышение прочности на отрыв.

Формула изобр ет ения

Способ диффузионной сварки разнородных материалов, при котором между свариваемыми поверхностями деталей размещают промежуточную прокладку, детали сдавливают, нагревают. до температуры сварки и после изотермической выдержки охлаждают, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения путем снижения уровня остаточных напряжений при сварке карбидов тугоплавких металлов с керамикой, перед охлаждением детали подвергают отжигу при температуре 0,6О,8 Tù, материала прокладки.

Составитель В. Петросян

Редактор И, Рыбченко Техред Л.Олийнык Корректор М. Пожо

ЮВ Ю Ф

Заказ 4375/16 Тираж 894 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

ЮФ «б

Ф

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Гагарина, 101