Способ изготовления многослойных металлических материалов

 

Использование: при получении многослойных металлических материалов, изготавливаемых методом совместной пластической деформации. Сущность: способ включает смотку в рулон ленты из цинкосодержащего сплава и одной из составляющих лент, отжиг этого рулона, в процессе которого осуществляется нанесение на ленту подслоя испарением и осаждением на нее цинка, дальнейшую пластическую деформацию и промежуточный vi окончательный отжиги.,

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 23 К 20/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСЛАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В3ф1р

"» м, про- Я дефорг, при лов на честве к,aего

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4890333/27 (22) 13.12.90 (46) 23.04.93, Бюл, М 15 (71) Всесоюзный научно-исследова- ельский институт материалов электронной техники (72) Н.К. Чернов и Л.С, Протопопова (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙ Н ЫХ М ЕТАЛЛИЧ Е СКИХ МАТЕ РИАR0B (57) Использование:.при получении многослойных металлических материалов, изгоИзобретение относится к области производства многослойных металлов, изготавливаемых методом совместной пластической деформации разных металлов и направлено, как и известные решения, на предотвращение образования газовых пузырей на границе раздела слоев при отжи-. гах в процессе изготовления. . Эти материалы широко применяются. в различных областях техники в машиностроении, и химической, электронной, электро- и радиотехнической промышленности, Целью изобретения является снижение трудоемкости изготовления.и экономии материала подслоя при изготовлении многослойных материалов из меди, никеля и их сплавов.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе изготовления многослойных металлических материалов, включающем подготовительный отжиг, по крайней мере, одной из составляющих в виде ленты, нанесение на нее технологического подслоя испарением и осаждением . химически активного металла, сборку со„„5LI 1810261 А1 тавливаемых методом совместной пластической деформации. Сущность; способ включает смотку в рулон ленты из цинкосо- держащего сплава и одной из составляю. щих лент, отжиг этого рулона, в процессе которого осуществляется нанесение на ленту подслоя испарением и осаждением на нее цинка, дальнейшую пластическую деформацию и промежуточный и окончатель ный отжиги, ставляющих в пакет, сварку давление межуточный отжиг, окончательную мацию и окончательный отжи изготовлении многослойных материа основе меди, никеля и их сплавов в ка материала подслоя используют цин испарение и осаждение осуществляют в процессе подготовительного отжига рулона, образованного одной из составляющих лент и лентой из цинксодержащего сплава.

Выбор цинка в качестве материала технологического подслоя обусловлен следую. щими соображениями: большим химическим сродством цинка к кислороду по сравнению с соединяемыми металлами и, следовательно, его способностью раскислять контактные поверхности в сваренном полуфабрикате при промежуточном отжиге и предотвращать тем самым диссоциацию окислов, являющуюся основной причиной образования газовых. пузырей между слоями; летучестью цинка при отжиге латуней в безокислительной среде(в вакууме, водороде), интенсивность. которой возрастает при температурах выше 400 С, Указанное явле1810261 ние позволяет использовать латунь для нанесения цинкового подслоя на контактную поверхность хотя бы одного из соединяемых металлов в процессе подготовительноГО Отжига.

Температуру подготовительного отжига (осаждения подслОя) выбирают в интервале температур рекристаллизации отжигаемой составляющей, обычно обеспечивающих (например, при совместном отжиге меди, никеля и их сплавов с латунью) интенсивное испарение цинка из латуни и хорошую адгезию осажденного слоя с поверхностью конкретного из перечисленных металлов, Критерием достаточности количества осажденного цинка является сплошность покрытия, оцениваемая визуально.

Этот критерий установлен экспериментально путем выбора времени подготовительного Отжига, обеспечивающего отсутствие пузырей при последующих термообработках материалов. .С целью экономии латуни ее используют многократно до тех пор, пока обеспечивается необходимая интенсивность испарения цинка. При этом время отжига для каждого следующего применения латуни устанавливается индивидуально по вышеуказанному критерию — сплошность осажденного покрытия.

Нанесение подслоя на одну или обе стороны отжигаемой составляющей по предлагаемому способу обеспечивают соответствующим чередованием витков лент латуни и упомянутой составляющей в

: общем рулоне, в который они наматываются перед отжигом.

Коэффициент осаждения цинка, испаряющегося из латуни при отжиге рулона, достигает 0,95.

Подслой, получаемый в предлагаемом изобретении, представляет собой продукт диффузионного взаимодействия цинка с поверхностью отжигаемой составляющей. Это либо твердый раствор цинка в меди (в паре

2п-Cu), либо смесь: твердый раствор цинка в никеле+ свободный цинк+ частицы интерметаллидов Zn>Nim (в паре Ni-2n). Однако в готовом многослойном материале интерметаллиды полностью отсутствуют. то есть они переходят в твердый раствор при промежуточном и окончательном отжигах материала, Предлагаемый способ был опробован при изготовлении лент никель-медь-никель (HITCH) и медь -никель-медь (МНМ)

Y,сходные заготовки: а) Для ленты HMH:.никель марки НП2

0,2х80 мм в мягком состоянии: медь марки

МОб 2,0х80 мм в мягком состоянии; латунь марки Л63 0,3х80 мм в твердом обезжиренном состоянии. б) Для ленты MHM: медь марки МОб

0,2х80 мм в мягком состоянии; никель марки

5 НП2 2х80 мм; латунь Л63 0,3х80 мм в твердом состоянии.

Технологический процесс

1, Односторонняя зачистка проволочными щетками никеля 0,2х80 мм для ленты

10 HMH и меди 0,2х80 мм для ленты MHM.

2, Подготовительный огжиг и никеля и меди 0,2х80 мм совместно с латунью 0,3х80 мм. При этом пары никель-латунь и медь-латунь сматывали в отдельные рулоны. При15 чем для обеспечения одностороннего нанесения. цинка витки в рулонах чередовали по схемам; латунь-никель-никель и латунь-медь-медь, т,е. в каждый рулон сматывали по три ленты: одну латунную и

20 две никелевых или медных. Прй намотке в рулон двух лент (медь-латунь или. никель-латунь) происходит двухстороннее напыление цинка (что в нашем примере не требовалось). Отжиг рулонов проводили садочным

25 способом в водородной электропечи

ОКБ8085 по следующим режимам. а) пара латунь-никель (для ленты НМН):

Т700 С, t 1 ч. б) пара латунь-медь (для ленты МНМ):

30 .: Т 5500С, х =*1 ч.

3. Двусторонняя зачистка вращающимися стальными щетками основных металлов: меди и никеля 2,0х80 мм,4. Сборка пакетов Н-М-Н с цинковым

35 подслоем на никеле и M-H-М с подслоем на меди путем совместной задачи трех лент в рабочие валки стана.

5, Сварка обоих пакетов совместной холодной прокаткой на с ане Кварто

40 120/320х300 с режимом обжатия: (0,2+ 2,0+ 0,2) -+ 0,9 мм 6; Промежуточный рекристаллизацион45 ный отжиг подкатов садочным способом в водородной электропечи ОКБ8085 по режиму:

Т-700 С, а 1 ч, Пузыри под покрытиями в обоих подка50 тах(НМН и МНМ) после отжига отсутствовали.

7. Прокатка подкатов на том же стане на конечнуе толщину по маршруту:

0,9 -+ 05 - 0,3 мм

Расслоения в материалах при прокатке отсутствовалц, что является критерием прочности сцепления слоев.

1810261

Составитель Н,Чернов

Техред ММоргентал Корректор С.Юско

Заказ 1415 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раувская наб., 4!5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Óæãîðîä, улХагарина, 101

8. Окончательный рекристаллиэационный отжиг материалов в печи ОКБ8085 по режиму:

Т-750 С, 1 ч.

Пузыри после отжига материалов отсутствовали.

Готовые материалы были подвергнуты стандартным испытаниям на перегиб по

ГОСТ 13813-68 на приборе НГ-2 до полного. разрушения. При этом образцы в изломе не имели расслоений.

Металлографические и рентгеноструктурные исследования эоны контакта слоев в образцах готовых материалов показали отсутствие интерметаллических или избыточных хрупких фаз..

- Применение предлагаемого способа позволит сократить трудоемкость изготовления материалов не менее чем на 20% за счет мейьвей трудоемкости процесса осажденйя цинкового подслоя и совмещения efo с подготовительным.отжигом одной из составляющих, Потери материала подслоя могут быть снижены до 5% против 70% по прототипу.

Формула изобретения

Способ изготовления многослойных ме5 таллических материалов, включающий подготовительный отжиг Ilo крайней мере одной иэ составляющих в виде ленты, нанесение на нее технологического подслоя испарением и осаждением химически

10 активного материала, сборку составляющих в пакет, сварку давлением, промежуточный отжиг, окончательнуюдеформацию и окончательный отжиг, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости изго15 товления и экономии материал подслоя при изготовлении многослойных материалов из меди, никеля и их сплавов, в качестве материала подслоя использую цинк. а его ucnaре е и. осаждение осуществляют в

20 процессе подготовительного отжига рулона, образованного одной иэ составляющих лент.и лентой из цинкосодержащего сплава.