Способ изготовления плакированных металлических материалов
Изоретение относится к производству многослойных металлов, изготавливаемых методом совместной пластической деформации разнородных металлов. Цель изобретения - повышение качества материалов. Осуществляют нанесение подслоя на металл покрытия и отжиг полученного двухслойного покрытия в интервале температур, обеспечивающих полный переход металла подслоя в интерметаллиды. Затем производят сборку слоев основного металла и двухслойного покрытия в пакет, сварку давлением, промежуточный обжиг, окончательную деформацию и окончательный отжиг. Проведение отжига двухслойного покрытия, обеспечивающего превращение подслоя в интерметаллиды на стадии подготовки исходных материалов до их сборки в пакет, дополнительно улучшает качество сцепления слоев за счет возникновения металлических связей при деформации на большей площади контакта слоев.
Изобретение относится к производству многослойных металлов, изготавливаемых методом совместной пластической деформации разнородных металлов. Эти материалы широко применяются в различных областях техники, в машиностроении, в химической, электронной, электро- и радиотехнической промышленности. Цель изобретения - повышение качества материалов за счет улучшения сцепления слоев в готовом плакированном металле и расширение технологических возможностей. Способ включает нанесение подслоя из химически активного металла на металл покрытия, подготовительный отжиг двухслойного покрытия, сборку пакета путем наложения двухслойного покрытия подслоем на основной металл, сварку давлением, промежуточный отжиг, окончательную деформацию и окончательный отжиг в интервале температур рекристаллизации составляющих, при этом подготовительный отжиг двухслойного покрытия проводят в интервале температур роста интерметаллидов до полного перехода металла подслоя в интерметаллиды, промежуточный отжиг проводят в интервале температур рекристаллизации составляющих, а величину окончательной деформации, устанавливают в зависимости от требуемой конечной толщины. Проведение подготовительного отжига двухслойного покрытия в интервале температур роста интерметаллидов обеспечивает наряду с очисткой от поверхностных загрязнений рекристаллизацию основного металла покрытия, так как диапазоны температур роста интерметаллидов и температур рекристаллизации обычно перекрываются. Тем самым снижается сопротивление деформации покрытия, а следовательно, и всего пакета при его деформации в сварочном проходе, т. е. обеспечиваются более благоприятные условия для сцепления слоев. Кроме того, более ранний (по сравнению с известным способом) перевод металла подслоя в интерметаллиды обеспечивает их интенсивное разрушение уже в сварочном проходе с обжатиями, требуемыми для сварки конкретных пар металлов (как правило, более 60%). Возникшие при этом участки контакта ювенильных поверхностей (зоны сварки) уже не покрываются интерметаллидами при промежуточном отжиге, что имеет место в известном способе. Напротив, при промежуточном отжиге, применяемом для рекристаллизации составляющих, перед окончательной деформацией происходит упрочнение сварных соединений за счет взаимной диффузии элементов без образования хрупких интерметаллидов. Дополнительное упрочнение сварных соединений достигается при окончательной деформации за счет дальнейшего дробления остатков интерметаллидов и увеличения числа металлических связей. При этом величина обжатия при окончательной деформации уже не лимитируется требуемой степенью разрушения интерметаллидов, а определяется заданной конечной толщиной многослойного материала Упрочнение сварных соединений способствует и окончательный отжиг материала, так как диффузия элементов происходит при большем количестве металлических связей на границе раздела слоев. В предлагаемом способе проводят подготовительный отжиг покрытия с нанесенным подслоем в интервале температур роста интерметаллидов до полного перехода металла подслоя в интерметаллиды, что при последующих операциях (сварочный проход, промежуточный отжиг, окончательные прокатка и отжиг) обеспечивает более высокий уровень качества сцепления слоев. П р и м е р. Способ опробован при изготовлении трехслойной ленты медь-монель-медь с алюминиевым подслоем марки А 7. Двухслойное покрытие медь-алюминий изготовили методом совместной холодной прокатки. Биметалл раскатали до толщины 0,2 мм. Толщина алюминиевого подслоя в этом размере составляла 0,003 мм. Подготовительный отжиг покрытия с подслоем проводили в электропечи в среде водорода при 650оС в течение 20 мин. При этом алюминий на всю толщину перешел в интерметаллиды, а медь полностью рекристаллизовалась. Ленту монель-металла в отложенном исходном состоянии перед плакированием обезжиривали и зачищали проволочными вращающимися щетками с двух сторон. Затем две медные ленты с интерметиллидом на месте подслоя накладывали интерметаллидной стороной на монель-металл с обеих сторон. Толщина слоев в собранном пакете, мм: Медь с интерметаллидом 0,2 Монель-металл 2,5 Медь с интерметаллидом 0,2 Общая толщина и ширина пакета составляли соответственно 2,9 мм и 80 мм. Плакирование проводили совместной холодной прокаткой на стане Кварто 110/320х300 за один проход с относительным обжатием 62%. Толщина полуфабриката после плакирования 1,1 мм. Поскольку в описанных условиях прокатки имеет место плоская схема деформаций (отсутствует уширение металла) коэффициент вытяжки пакета составляет 2,9:1,1=2,6, т.е. происходит интенсивное разрушение и рассредоточение хрупких итерметаллидов по границе раздела слоев. Промежуточный отжиг проводили в электропечи в среде водорода при 700оС в течение 1 ч. Вспучивания покрытия не наблюдалось. Указанная температура отжига обеспечивает достаточную степень как рекристаллизации составляющих, так и развития диффузии элементов в зоне сварных соединений. Прокатку на конечный размер (до толщины 0,75 мм) проводили на упомянутом стане в два прохода с суммарным обжатием 32%. Окончательный отжиг осуществляли в той же печи, где проводили подготовительный и промежуточный отжиги. Режим отжига (Т=800оС; 
=15 мин) выбирали из условия обеспечения требуемой пластичности многослойного материала. Вспучивания покрытия при этом тоже не наблюдалось. Параллельно изготовляли такие же образцы с тем же соотношением толщин исходных металлов, но с отжигами по схеме и режимам, принятым в известном способе. Сравнительную оценку качества сцепления слоев проводили по усилию раздирания слоев в специальном приспособлении на разрывной машине МРО5-1 и металлографическим путем по наличию и размерам интерметаллидных частиц, наблюдаемых на шлифах. Сравнительная оценка границы раздела слоев дала следующие результаты. Усилие раздирания образцов шириной 20 мм, изготовленных по предлагаемому способу 35-53 кг, по известному способу 15-20 кг. Анализ шлифов показал, что в образцах, изготовленных по предлагаемому способу, наблюдается незначительное количество мелких интерметаллидных частиц, в то время как в образцах, изготовленных по известному способу, размещены частицы в 2-3 раза больше (больше и их количество). Это свидетельствует о том, что сплошность сцепления контактных поверхностей слоев, а следовательно, и прочность соединений в образцах, изготовленных по предлагаемому способу, примерно в 2,5 раза выше. Подтверждением этому является отсутствие нарушений герметичности готовых СВЧ-приборов из-за вакуумной неплотности границ раздела слоев многослойного материала, из которого изготовляли детали упомянутых приборов. В приборах, изготовленных с применением материала, полученного по известному способу, имели место нарушения герметичности по вине материала. Применение предлагаемого способа позволяет повысить примерно в 2,5 раза по сравнению с известным способом качество сварных соединений за счет получения большего количества металлических связей между слоями при деформациях и большей степени развития диффузии элементов при промежуточном и окончательном отжигах. Кроме того, возможность проведения окончательной деформации с меньшими, чем в известном способе, обжатиями не снижает качество сцепления слоев и позволяет увеличить предельную толщину материалов до толщины полуфабриката после сварочного прохода.
Формула изобретения
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛАКИРОВАННЫХ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, преимущественно из различных сочетаний меди, никеля и их сплавов, включающий нанесение на металл покрытия подслоя из химически активного металла, преимущественно алюминия, отжиг двухслойного покрытия, сборку пакета, сварку давлением, промежуточный отжиг полуфабриката, окончательную деформацию и окончательный отжиг, отличающийся тем, что, с целью повышения качества материалов за счет улучшения сцепления слоев и расширения технологических возможностей, отжиг двухслойного покрытия проводят по режиму полного перехода металла подслоя в интерметаллиды.MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 30.06.1994
Номер и год публикации бюллетеня: 36-2002
Извещение опубликовано: 27.12.2002
