Способ контактно-реактивной пайки конструкций из медных сплавов со стальными

 

Изобретение относится к пайке, в частности к способам контактно-реактивной пайки конструкций из медных сплавов со стальными. Сущность изобретения: на подготовленные к пайке поверхности наносят слои металла, образующего припой. На поверхность бронзы сначала наносят слой меди, а затем - слой серебра. На поверхность стали - сначала слой никеля, затем меди и марганца. Затем соединение герметизируют и помещают в печь, заполненную инертным газом, и выполняют нагрев и выдержку до получения паяного соединения.

Изобретение относится к пайке, в частности к способам контактно-реактивной пайки медно-стальных конструкций, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения.

Известен способ пайки меди со сталью, который предусматривает нанесение металла, образующего припой, по меньшей мере на одну из соединяемых поверхностей с последующим сдавливанием паяемого узла, и термообработку в течение 10 200 мин в среде чистого защитного газа или в вакууме под давлением 1 Па и 850 1080^oC до образования сплава припоя, при этом в качестве металла, образующего припой, используют олово, индий или марганец [1] При этом получают паяное соединение с недостаточной термической прочностью и коррозионной стойкостью.

Наиболее близким к данному изобретению является способ контактно-реактивной пайки медно-стальных конструкций, включающий размещение в местах спая медного, серебряного и палладиевого слоев, приведение их в соприкосновение, нагрев и охлаждение [2] Однако данный способ требует использования дорогостоящих и дефицитных металлов, серебра и палладия и, кроме того, паяное соединение не обладает высокой прочностью при высоких рабочих температурах.

Задачей изобретения является снижение себестоимости технологического способа, а также обеспечение возможности работы полученных соединений при высоких температурах. Для этого в способе контактно-реактивной пайки конструкций из медных сплавов со стальными, преимущественно бронзовых со стальными, включающем размещение в местах спая медного и серебряного слоев, приведение их в соприкосновение, нагрев и охлаждение, в место спая дополнительно вводят слой никеля и марганца, при этом на поверхность бронзы сначала наносят слой меди, а затем слой серебра, а на поверхность стали сначала слой никеля, затем слой меди и марганца.

Способ реализуют следующим образом.

На подготовленные под пайку поверхности наносят соответствующие покрытия, при этом на бронзу наносят сначала слой меди толщиной 15 20 мкм, затем слой серебра толщиной 1 мкм, а на поверхность стали сначала слой никеля толщиной 1 2 мкм, затем меди толщиной 1 12 мкм и затем слой марганца толщиной 3 5 мкм. Затем осуществляют сборку, герметизацию соединения путем сварки торцев и вакуумирование внутренней полости до 10^-2 мм рт.ст. Помещают сборку в печь, заполненную инертным газом 0 5 кгс/см², и нагревают до температуры 850 + 10^oC с выдержкой в течение 10 15 мин до выбора зазора. Далее нагревают до температуры 920 950^oC с выдержкой до 30 мин и охлаждают до 250 300^oC с целью предотвращения возможного окисления соединения. Затем изделие вынимают из печи и охлаждают на воздухе.

Полученное паяное соединение обладает прочностью шва на уровне с основным металлом, высокой коррозионной стойкостью, пластичностью и способностью выдерживать вибронагрузки.

Формула изобретения

Способ контактно-реактивной пайки конструкций из медных сплавов со стальными, преимущественно бронзы со сталью, включающий размещение в местах спая медного и серебряного слоев, приведение их в соприкосновение, нагрев и охлаждение, отличающийся тем, что в место спая дополнительно вводят слой никеля и марганца, при этом на поверхность бронзы сначала наносят слой меди, а затем слой серебра, а на поверхность стали сначала слой никеля, затем меди и марганца.