Solderen fan superlegeringen

Solderen fan superlegeringen

(1) Superlegeringen mei soldeareigenskippen kinne wurde ferdield yn trije kategoryen: nikkelbasis, izerbasis en kobaltbasis. Se hawwe goede meganyske eigenskippen, oksidaasjebestriding en korrosjebestriding by hege temperatueren. In nikkelbasislegering is it meast brûkt yn 'e praktyske produksje.

De superlegering befettet mear Cr, en in Cr2O3-oksidefilm, dy't lestich te ferwiderjen is, wurdt foarme op it oerflak tidens it ferwaarmjen. Superlegeringen op nikkelbasis befetsje Al en Ti, dy't maklik oksidearje kinne as se ferwaarme wurde. Dêrom is it foarkommen of ferminderjen fan 'e oksidefilm fan superlegeringen tidens it ferwaarmjen en it fuortheljen fan 'e oksidefilm it primêre probleem by it solderen. Omdat boraks of boorsûr yn 'e flux korrosje fan it basismetaal kin feroarsaakje by de soldeertemperatuer, kin it boor dat nei de reaksje delslach wurdt yn it basismetaal penetrearje, wat resulteart yn yntergranulêre ynfiltraasje. Foar getten nikkelbasislegeringen mei hege Al- en Ti-ynhâlden moat de fakuümgraad yn waarme steat net minder wêze as 10-2 ~ 10-3pa tidens it solderen om oksidaasje op it legearingsoerflak tidens it ferwaarmjen te foarkommen.

Foar oplossingfersterke en delslachfersterke nikkelbasearre legeringen moat de soldeertemperatuer oerienkomme mei de ferwaarmingstemperatuer fan oplossingsbehandeling om de folsleine oplossing fan legearingseleminten te garandearjen. De soldeertemperatuer is te leech, en de legearingseleminten kinne net folslein oplost wurde; As de soldeertemperatuer te heech is, sil de basismetaalkorrel omheech groeie, en de materiaaleigenskippen sille net weromhelle wurde, sels nei waarmtebehanneling. De fêste oplossingstemperatuer fan getten basislegeringen is heech, wat oer it algemien gjin ynfloed sil hawwe op de materiaaleigenskippen fanwegen in te hege soldeertemperatuer.

Guon superlegeringen op basis fan nikkel, benammen legeringen fersterke troch delslach, hawwe de neiging ta spanningsskea. Foar it solderen moat de spanning dy't yn it proses ûntstiet folslein fuorthelle wurde, en de termyske spanning moat minimalisearre wurde tidens it solderen.

(2) Soldeermateriaal op nikkelbasis kin soldeard wurde mei sulverbasis, suver koper, nikkelbasis en aktyf soldeer. As de wurktemperatuer fan 'e ferbining net heech is, kinne materialen op sulverbasis brûkt wurde. D'r binne in protte soarten soldeer op sulverbasis. Om de ynterne spanning tidens it solderen te ferminderjen, is it it bêste om soldeer mei in lege smelttemperatuer te kiezen. Fb101-flux kin brûkt wurde foar solderen mei sulverbasis fillermetaal. Fb102-flux wurdt brûkt foar it solderen fan delslachfersterke superlegering mei it heechste aluminiumgehalte, en 10% ~ 20% natriumsilikaat of aluminiumflux (lykas fb201) wurdt tafoege. As de soldeertemperatuer 900 ℃ oerskriuwt, moat fb105-flux keazen wurde.

By it solderen yn fakuüm of beskermjende atmosfear kin suver koper brûkt wurde as soldeerfillermetaal. De soldeertemperatuer is 1100 ~ 1150 ℃, en de ferbining sil gjin spanningsskea produsearje, mar de wurktemperatuer moat net mear as 400 ℃ wêze.

Soldeermetaal op nikkelbasis is it meast brûkte soldeermetaal yn superlegeringen fanwegen syn goede prestaasjes by hege temperatueren en gjin spanningsskea by it solderen. De wichtichste legearingseleminten yn soldeer op nikkelbasis binne Cr, Si, B, en in lytse hoemannichte soldeer befettet ek Fe, W, ensfh. Yn ferliking mei ni-cr-si-b kin b-ni68crwb soldeermetaal de yntergranulêre ynfiltraasje fan B yn it basismetaal ferminderje en it smelttemperatuerynterval ferheegje. It is in soldeermetaal foar it solderen fan wurkdielen en turbineblêden dy't by hege temperatueren wurkje. De floeistof fan W-hâldend soldeer wurdt lykwols minder en de ferbiningsspleet is lestich te kontrolearjen.

It aktive diffúzjesoldeermetaal befettet gjin Si-elemint en hat poerbêste oksidaasjebestriding en vulkanisaasjebestriding. De soldeertemperatuer kin keazen wurde fan 1150 ℃ oant 1218 ℃ ôfhinklik fan it type soldeer. Nei it solderen kin in soldeerferbining mei deselde eigenskippen as it basismetaal krigen wurde nei in diffúzjebehanneling fan 1066 ℃.

(3) Soldeerproses nikkelbasearre legearing kin solderen yn in beskermjende atmosfearoven, fakuümsolderen en tydlike floeibere fazeferbining brûke. Foar it solderen moat it oerflak ûntfette wurde en okside fuorthelle wurde troch skuurpapierpolijsten, filtwielpolijsten, acetonskrubben en gemyske reiniging. By it selektearjen fan de parameters fan it soldeerproses moat der op wiisd wurde dat de ferwaarmingstemperatuer net te heech wêze moat en de soldeertiid koart wêze moat om sterke gemyske reaksje tusken de flux en it basismetaal te foarkommen. Om te foarkommen dat it basismetaal barst, moatte de kâld ferwurke ûnderdielen foar it lassen spanningsfrij makke wurde, en moat de lasferwaarming sa unifoarm mooglik wêze. Foar delslachfersterke superlegeringen moatte de ûnderdielen earst ûnderwurpen wurde oan in fêste oplossingsbehandeling, dan soldeare by in temperatuer wat heger as de ferâlderingsfersterkingsbehanneling, en úteinlik ferâlderingsbehanneling.

1) Solderen yn in beskermjende atmosfearoven Solderen yn in beskermjende atmosfearoven fereasket hege suverens fan beskermingsgas. Foar superlegeringen mei w (AL) en w (TI) minder as 0,5%, moat it dauwpunt leger wêze as -54 ℃ as wetterstof of argon brûkt wurdt. As it gehalte oan Al en Ti tanimt, oksidearret it oerflak fan 'e legearing noch altyd as it ferwaarme wurdt. De folgjende maatregels moatte nommen wurde; Foegje in lytse hoemannichte flux ta (lykas fb105) en ferwiderje de oksidefilm mei flux; 0,025 ~ 0,038 mm dikke coating wurdt plateare op it oerflak fan ûnderdielen; Spuit it soldeer foarôf op it oerflak fan it materiaal dat soldeard wurde moat; Foegje in lytse hoemannichte gasflux ta, lykas boortrifluoride.

2) Fakuümsolderen Fakuümsolderen wurdt in soad brûkt om in better beskermingseffekt en soldeerkwaliteit te krijen. Sjoch tabel 15 foar de meganyske eigenskippen fan typyske superlegeringsferbiningen op nikkelbasis. Foar superlegeringen mei w (AL) en w (TI) minder as 4% is it better om in laach fan 0,01 ~ 0,015 mm nikkel op it oerflak te galvanisearjen, hoewol it wiet meitsjen fan it soldeer garandearre wurde kin sûnder spesjale foarbehanneling. As w (AL) en w (TI) mear as 4% binne, moat de dikte fan 'e nikkelcoating 0,020,03 mm wêze. In te tinne coating hat gjin beskermjend effekt, en in te dikke coating sil de sterkte fan 'e ferbining ferminderje. De ûnderdielen dy't lassen wurde moatte, kinne ek yn 'e doaze pleatst wurde foar fakuümsolderen. De doaze moat fol wurde mei getter. Bygelyks, Zr absorbearret gas by hege temperatuer, wat in lokaal fakuüm yn 'e doaze kin foarmje, wêrtroch't de oksidaasje fan it legearingsoerflak foarkomt.

Tabel 15 meganyske eigenskippen fan fakuümsoldeare ferbiningen fan typyske superlegeringen op nikkelbasis

De mikrostruktuer en sterkte fan 'e soldeare ferbining fan Superalloy feroarje mei de soldearspleet, en de diffúzjebehanneling nei it solderen sil de maksimaal tastiene wearde fan 'e ferbiningsspleet fierder ferheegje. As wy Inconel-legering as foarbyld nimme, kin de maksimale spleet fan Inconel-ferbining soldeare mei b-ni82crsib 90um berikke nei diffúzjebehanneling by 1000 ℃ foar 1H; foar de ferbiningen soldeare mei b-ni71crsib is de maksimale spleet lykwols sawat 50um nei diffúzjebehanneling by 1000 ℃ foar 1H.

3) Tijdelijke floeibere fazeferbining Tijdelijke floeibere fazeferbining brûkt de tuskenlaachlegering (sawat 2,5 ~ 100um dik) waans smeltpunt leger is as it basismetaal as it fillermetaal. Under in lege druk (0 ~ 0,007mpa) en in passende temperatuer (1100 ~ 1250 ℃) smelt it tuskenlaachmateriaal earst en bevochtiget it basismetaal. Troch de rappe fersprieding fan eleminten fynt isotherme stolling plak by de ferbining om de ferbining te foarmjen. Dizze metoade ferminderet de oerienkommende easken fan it basismetaaloerflak sterk en ferminderet de lasdruk. De wichtichste parameters fan tydlike floeibere fazeferbining binne druk, temperatuer, hâldtiid en gearstalling fan 'e tuskenlaach. Tapasse minder druk om it oerienkommende oerflak fan 'e las yn goed kontakt te hâlden. Ferwaarmingstemperatuer en -tiid hawwe in grutte ynfloed op 'e prestaasjes fan' e ferbining. As de ferbining like sterk wêze moat as it basismetaal en de prestaasjes fan it basismetaal net beynfloedet, moatte de ferbiningsprosesparameters fan hege temperatuer (lykas ≥ 1150 ℃) en lange tiid (lykas 8 ~ 24 oeren) wurde oannaam; As de ferbiningskwaliteit fan 'e ferbining fermindere is of it basismetaal gjin hege temperatuer kin ferneare, moat in legere temperatuer (1100 ~ 1150 ℃) en in koartere tiid (1 ~ 8 oeren) brûkt wurde. De tuskenlaach moat de gearstalling fan it ferbûne basismetaal as basisgearstalling nimme, en ferskate koeleleminten tafoegje, lykas B, Si, Mn, Nb, ensfh. Bygelyks, de gearstalling fan Udimet-legering is ni-15cr-18.5co-4.3al-3.3ti-5mo, en de gearstalling fan 'e tuskenlaach foar tydlike floeibere fazeferbining is b-ni62.5cr15co15mo5b2.5. Al dizze eleminten kinne de smelttemperatuer fan NiCr- of NiCrCo-legeringen sa leech mooglik ferminderje, mar it effekt fan B is it dúdlikst. Derneist kin de hege diffúzjesnelheid fan B de tuskenlaachlegering en it basismetaal fluch homogenisearje.