Способ пайки пористых материалов

 

О П И С A Í È Е,,651913

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВДЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1 1.05,77 (21) 2484487/25 27 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано15.03.79.Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 18 03 79 (51) М. Кл.

В 23 К 1/20

Государственный кемнтет

СССР по делам нзобретений н открытий (53) УДК 621.791, .3(088.8) (72) Автор изобретения. Н. ™нов,В. В. Сагапович и д g. Чепинг (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПАЙКИ ПОРИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к способам пайки по- ристых металлов, таких как вольфрам, молибден нихром и др.

Известен способ пайки пористых изделий 11), который включает пайку пористых деталей Fe с применением припоя Cu, Mg, Si и В при температуре выше 1050 С в защитной среде. При этом растекающийся припой частично впитывается в поры деталей и растворяет в себе часть химэлементов основ= ного металла. Происходящее легирование припоя компонентами основного металла способствует повышению температуры его плавления и тем самым пре-, дохраняет дальнейшее проникновение образовавшегося расплава в поры. 15

Недостатком способа является то, что припой под действием капиллярных сил впитывается в поры в местах контакта соеди; няемых деталей, например, при пайке деталей из пористого вольфрама припоем на основе Cu + Ag и заплавляет их.

Впитывание припоя в поры вызывает нарушение проницаемости пористых деталей и приводит к неспаю соединяемых"поверх ностей из-за отсутствия жидкой фазы между ними. Известен способ пайки пористых материалов с металлом, при котором производят механическую обработку перед пайкой, посредством снятия слоя порошка с,соединяемых поверхностей с помощью металлических щеток 12).

Недостатком этого способа является невозможность обработки поверхности твердых порошковых материалов.

Целью изобретения является повышение качества паяного шва при пайке порошковых материалов с использованием припоев в виде покрытий.

Поставленная цель достигается за счет того, что по предлагаемому способу механическую обработку осуществляют посредством снятия слоя спеченного порошка с соединяемых поверхностей шлифовальным кру гом с внедрением частиц этого порошка в поры поверхностного слоя материала до полного их закрытия.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

-;::-Перед пайкой поверхностный слой детали из пористого порашковогд вольфрама

651913

Формула изобретения

Составитель И. Ключников

Техред О. Лутовая Корректор И. Ковальчук

Тираж 1221 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I I 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Василькова

Заказ 925/10 —. или молибдена обрабатывают с помощью механической обработки шлпфовальным кругом. Обработку производят при движении шлифовального круга поступательно гдоль обрабатываемой поверхности детали. Сни. маемый за 3 — 4 прохода шлифовального кру га слой толщиной 0,1-: — 0,2 мм порошка внедряется в поры в процессе движения круга.

Затем производится возвратно-поступательное продольное движение шлифовального круга вдоль обрабатываемой поверхности детали только для полировки без с ьема порошка. Полировку поверхности производят до пол. ного закрытия пор на поверхностном слое.

Наличие или отсутствие пор в поверхностном слое пористой оболочки, подготовленной таким образом, контролируют продувкой воздухом. По расходу воздуха до механической обработки пористой детали и после оценивают качество уплотнения пор в поверхностном слое пористой детали.

Предлагаемый способ опробован и внедрен в производство при изготовлении узла 20 состоящего из наружной (медной) оболочки и внутренней оребренной оболочки из пористого вольфрама. Заготовка для внутренней оболочки изготовлена из порошка вольфрама методом спекания при высоких температурах.

Перед пайкой на уплотненную поверхность пористой детали, обработанной по предлагаемому способу, наносят слой припоя в виде никеля !Π— 15 мкм и меди 10—

15 мкм термовакуумным осаждением на внут- 30 реннюю поверхность наружной оболочки (медной) — медь 20 — 25 мкм и серебро 5 мкм.

Пайку оболочек производят в вертикальном положении по режиму: Т = 970 С, выдержка 30 мин, в вакууме или аргоне. Изза разницы коэффициента термического расширения материалов паяемых деталей внутренняя оболочка под действием собственного веса перемещается во внутрь наружной оболочки по конусу, и таким образом поддержи- 40 I вается постоянный контакт между соединяемыми поверхностями. При охлаждении тсмпературы пайки наружная оболочка, имекхщая коэффициент термического расширения больше внутренней, сокращается в размерах быстрее и тем самым способствует сохранению плотного контакта межfly ними.

Помимо проверки проницаемости пористой детали в паяном узле воздухом, выборочно от партии 10 шт, контроль проницамости производится металлографическим исследованием и микрорентгеноспектральным анализом на шлифах, вырезанных из паяного узла. Исследования показали, что при подготовке деталей указанным способом паяные швы плотные, герметичные и нарушение проницаемости не наблюдалось. Тогда как после пайки по известным способам имели место неспаи и полное заплавление пор в пористой детали.

Способ пайки пористых материалов, включающий предварительную механическую обработку соединяемых поверхностей и нагрев в защитной среде, отличающийся тем, что, с целью повышения качества паяного шва при пайке порошковых материалов с использованием припоев в виде покрытий, механическую обработку осуществляют посредством снятия слоя спеченного порошка с соединяемых поверхностей шлифовальным кругом с внедрением частиц этого порошка в поры поверхностного слоя /to полного их закрытия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Knopp W. V. Brazing problems in

powder metallurgy, dnt. J Powder Met and

Powdek Technol, 1975, 11, № 1, с. 63 — 65.

2. Патент США № 3788823, кл. 29 — 197, ! 974.