Supersulamite jootmine
(1) Jootmisomadustega supersulamid võib jagada kolme kategooriasse: nikli-, raua- ja koobaltipõhi.Neil on head mehaanilised omadused, oksüdatsioonikindlus ja korrosioonikindlus kõrgetel temperatuuridel.Niklipõhist sulamit kasutatakse praktilises tootmises kõige laialdasemalt.
Supersulam sisaldab rohkem Cr ja kuumutamisel tekib pinnale raskesti eemaldatav Cr2O3 oksiidkile.Niklipõhised supersulamid sisaldavad Al ja Ti, mida on kuumutamisel lihtne oksüdeeruda.Seetõttu on kõvajoodisjootmise ajal esmaseks probleemiks supersulamite oksüdeerumise vältimine või vähendamine kuumutamisel ja oksiidkile eemaldamine.Kuna räbustis sisalduv booraks või boorhape võib kõvajoodisega jootmistemperatuuril põhjustada mitteväärismetalli korrosiooni, võib reaktsiooni järel sadestunud boor tungida mitteväärismetallisse, mille tulemuseks on teradevaheline infiltratsioon.Suure Al- ja Tisisaldusega valatud niklipõhiste sulamite puhul ei tohi vaakumi aste kõvajoodisjootmise ajal olla alla 10-2 ~ 10-3pa, et vältida sulami pinna oksüdeerumist kuumutamise ajal.
Lahusega tugevdatud ja sademega tugevdatud niklipõhiste sulamite puhul peaks kõvajoodisega jootmise temperatuur olema kooskõlas lahusega töötlemise kuumutustemperatuuriga, et tagada sulamielementide täielik lahustumine.Jootmistemperatuur on liiga madal ja sulamielemente ei saa täielikult lahustuda;Liiga kõrge jootmistemperatuuri korral kasvab mitteväärismetalli tera üles ja materjali omadused ei taastu ka pärast kuumtöötlust.Valatud alussulamite tahke lahuse temperatuur on kõrge, mis üldiselt ei mõjuta materjali omadusi liiga kõrge jootmistemperatuuri tõttu.
Mõnedel niklipõhistel supersulamitel, eriti sademetega tugevdatud sulamitel, on kalduvus pingepragude tekkeks.Enne kõvajoodisjootmist tuleb protsessi käigus tekkinud pinge täielikult eemaldada ja jootmise ajal tuleb termiline pinge minimeerida.
(2) Jootmismaterjali nikli baasil sulamit saab jootma hõbedase, puhta vase, niklipõhja ja aktiivjoodisega.Kui vuugi töötemperatuur ei ole kõrge, võib kasutada hõbedapõhiseid materjale.Hõbedapõhiseid jooteid on mitut tüüpi.Sisepinge vähendamiseks kõvajoodisjootmise ajal on kõige parem valida madala sulamistemperatuuriga joodis.Fb101 räbusti saab kasutada kõvajoodisega jootmiseks hõbedase täitematerjaliga.Fb102 räbusti kasutatakse kõrgeima alumiiniumisisaldusega sademega tugevdatud supersulami jootmiseks ja lisatakse 10% ~ 20% naatriumsilikaati või alumiiniumi räbusti (nt fb201).Kui kõvajoodisjootmise temperatuur ületab 900 ℃, tuleb valida fb105 voog.
Vaakumis või kaitsvas atmosfääris kõvajoodisjootmisel võib kõvajoodisega täitematerjalina kasutada puhast vaske.Jootmistemperatuur on 1100 ~ 1150 ℃ ja liigend ei tekita pingepragusid, kuid töötemperatuur ei tohi ületada 400 ℃.
Niklipõhjaga kõvajoodisega täitemetall on Supersulamites kõige sagedamini kasutatav kõvajoodisega täitemetall, kuna sellel on hea vastupidavus kõrgel temperatuuril ja kõvajoodisjootmise ajal ei teki pingepragusid.Niklipõhise joodises on peamised sulamielemendid Cr, Si, B ja väike kogus joodist sisaldab ka Fe, W jne. Võrreldes ni-cr-si-b-ga, võib b-ni68crwb kõvajoodisega täiteaine vähendada teradevahelist infiltratsiooni. B mitteväärismetallisse ja suurendage sulamistemperatuuri intervalli.See on kõvajoodisega täitematerjal kõrgel temperatuuril töötavate osade ja turbiini labade kõvajoodisjootmiseks.W-d sisaldava joodise voolavus aga halveneb ja vuugivahet on raske kontrollida.
Aktiivne difusioonjoodisjootmise täitematerjal ei sisalda Si-elementi ning sellel on suurepärane oksüdatsiooni- ja vulkaniseerimiskindlus.Jootmistemperatuuri saab valida vahemikus 1150 ℃ kuni 1218 ℃ vastavalt jootetüübile.Pärast kõvajoodisjootmist saab pärast 1066 ℃ difusioontöötlust saada mitteväärismetalliga samade omadustega kõvajoodisega liigendi.
(3) Jootmisprotsessi nikli baasil sulam võib kasutada kõvajoodisjootmist kaitsva atmosfääriga ahjus, vaakumjoodisjootmist ja mööduvat vedelfaasiühendust.Enne kõvajoodisjootmist tuleb pind rasvatustada ja oksiid eemaldada liivapaberiga poleerimise, vildiratta poleerimise, atsetooniga küürimise ja keemilise puhastuse teel.Jootmisprotsessi parameetrite valimisel tuleb arvestada, et kuumutamistemperatuur ei tohiks olla liiga kõrge ja kõvajoodisjootmise aeg peaks olema lühike, et vältida tugevat keemilist reaktsiooni räbusti ja mitteväärismetalli vahel.Mitteväärismetalli pragunemise vältimiseks tuleb külmtöödeldud osad enne keevitamist pingevabastada ning keevituskuumutus peab olema võimalikult ühtlane.Sademega tugevdatud supersulamite puhul töödeldakse osi esmalt tahke lahusega, seejärel kõvajoodisega jootmisel temperatuuril, mis on veidi kõrgem kui vanandamise tugevdustöötlus, ja lõpuks vanandatakse.
1) Jootmine kaitsva atmosfääri ahjus jootmine kaitsva atmosfääri ahjus nõuab kaitsegaasi kõrget puhtust.Supersulamite puhul, mille w (AL) ja w (TI) on alla 0,5%, peab kastepunkt olema madalam kui -54 ℃, kui kasutatakse vesinikku või argooni.Kui Al ja Ti sisaldus suureneb, sulami pind kuumutamisel ikkagi oksüdeerub.Tuleb võtta järgmised meetmed;Lisage väike kogus räbusti (nt fb105) ja eemaldage räbustiga oksiidkile;Osade pinnale on kaetud 0,025 ~ 0,038 mm paksune kate;Pihustage jootet eelnevalt kõvajoodisjootmise materjali pinnale;Lisage väike kogus gaasivoogu, näiteks boortrifluoriidi.
2) Vaakumjoodisjootmine Vaakumjoodisjootmist kasutatakse laialdaselt parema kaitseefekti ja kõvajoodiskvaliteedi saavutamiseks.Tüüpiliste niklipõhiste supersulamist liigendite mehaanilisi omadusi vaadake tabelist 15.Supersulamite puhul, mille w (AL) ja w (TI) on alla 4%, on parem katta pinnale 0,01–0,015 mm niklikiht, kuigi jootekihi saab niisutada ilma spetsiaalse eeltöötluseta.Kui w (AL) ja w (TI) ületavad 4%, peab nikkelkatte paksus olema 0,020,03 mm.Liiga õhuke kate ei oma kaitset ja liiga paks kate vähendab vuugi tugevust.Keevitatavad osad saab asetada ka vaakumjoodisjootmise kasti.Kast tuleks täita getteriga.Näiteks Zr neelab kõrgel temperatuuril gaasi, mis võib moodustada karbis lokaalse vaakumi, takistades seega sulami pinna oksüdeerumist.
Tabel 15. Tüüpiliste niklipõhiste supersulamite vaakumjoodeühenduste mehaanilised omadused
Superalloy kõvajoodisega liite mikrostruktuur ja tugevus muutuvad koos kõvajoodisjootmise vahega ning jootmisjärgne difusioontöötlus suurendab veelgi vuugivahe maksimaalset lubatud väärtust.Võttes näiteks Inconeli sulami, võib b-ni82crsibiga joodetud Inconeli liigendi maksimaalne vahe ulatuda 90 um-ni pärast difusioontöötlust temperatuuril 1000 ℃ 1 tunni jooksul;Kuid b-ni71crsib-iga joodetud liigeste puhul on maksimaalne vahe umbes 50 um pärast difusioontöötlust temperatuuril 1000 ℃ 1 tunni jooksul.
3) Transientne vedelfaasiühendus Transient-vedelikfaasiühendus kasutab täitemetallina vahekihi sulamit (paksusega umbes 2,5–100 um), mille sulamistemperatuur on madalam kui mitteväärismetallil.Väikesel rõhul (0–0,007 mpa) ja sobival temperatuuril (1100–1250 ℃) sulab vahekihtmaterjal kõigepealt ja niisutab mitteväärismetalli.Tänu elementide kiirele difusioonile toimub liitekohas isotermiline tahkumine, moodustades vuugi.See meetod vähendab oluliselt mitteväärismetalli pinna sobitamisnõudeid ja vähendab keevitusrõhku.Transientse vedelfaasiühenduse peamised parameetrid on rõhk, temperatuur, säilivusaeg ja vahekihi koostis.Rakendage vähem survet, et keevisõmbluse pind oleks heas kontaktis.Küttetemperatuuril ja -ajal on suur mõju vuugi toimimisele.Kui liitekoht peab olema sama tugev kui mitteväärismetall ja see ei mõjuta mitteväärismetalli jõudlust, tuleb ühendusprotsessi kõrge temperatuuri (nt ≥ 1150 ℃) ja pika aja (nt 8 ~ 24h) parameetrid vastu võetud;Kui liite ühenduskvaliteet on halvenenud või mitteväärismetall ei talu kõrget temperatuuri, tuleb kasutada madalamat temperatuuri (1100 ~ 1150 ℃) ja lühemat aega (1 ~ 8h).Vahekiht võtab põhikoostiseks ühendatud mitteväärismetalli koostise ja lisab erinevaid jahutuselemente, nagu B, Si, Mn, Nb jne. Näiteks Udimet sulami koostis on ni-15cr-18.5co-4.3 al-3.3ti-5mo ja ajutise vedelfaasiühenduse vahekihi koostis on b-ni62.5cr15co15mo5b2.5.Kõik need elemendid võivad vähendada Ni Cr või Ni Cr Co sulamite sulamistemperatuuri madalaimale tasemele, kuid B mõju on kõige ilmsem.Lisaks võib B kõrge difusioonikiirus kiiresti homogeniseerida vahekihi sulamit ja mitteväärismetalli.
Postitusaeg: 13. juuni 2022