Способ соединения карбидных и карбидографитных деталей

700299 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Сониалистических Республик.3 (088.8) 5) Дата опублпк вания описания Е, К, Лысенко, В. К. Дворяк, П. В. Герасим О. Д. Чепель, Л. Б, Невеженко и В. П Щук Авторыизобретения аявитель ОБ СОЕДИНЕНИЯ КАРБИДНЬ ИДОГРАФИТОВЪХ ДЕТАЛЕЙИзооретение относится к области пайки, в частности к способам пайки карбидных и карбидографитовых материалов, и может быть использовано в высокотемпературной технике.Известен способ пайки карбидных деталей, при котором на паяемые поверхности наносят промежуточное покрытие из никеля и производят пайку легкоплавким припоем 111.Недостатками способа являются необходимость нанесения покрытий и низкая жаропрочность соединений, лимитируемая используемым припоем.Известен способ соединения деталей из графита с использованием расплава карбидообразующего металла с последующей термообработкой и обгонкой металла 121.Однако этот способ неприменим к деталям из карбида, так как для его осуществления требуется свободный графит.Известен способ соединения карбидных и карбидографитовых деталей, при котором производят сборку и обработку зоны соединения расплавом, содержащим карбидообразующий металл, и последующую термообработку 31.Недостатком способа является трудоем. кая операция нанесения на соединяемые поверхности расплавляемых покрытий, со 2держащих карбидообразующий металл, и недостаточная жаропрочность. Кроме того, в случае пайки деталей с ячеисто-пористой структурой пористая структура не сохраня ется.Цель изобретения - повышение жаропрочности соединения, упрощение технологии и сохранение пористой структуры деталей.10 Поставленная цель достигается предварительной проппткой собранного узла карбонизирующейся жидкостью с последующей карбанизацией раствором карбидообразующего металла 4 пли 5 групп перио дической системы элементов в олове и удалением олова из пор центрифугированием.В качестве карбонизирующейся жидкости можно использовать гексафенольный лак, который карбонизируют в инертной 20 атмосфере нагреванием до 800 С. Оптимальное количество карбидообразующего металла в олове 5 - 10 вес. /о.Олово в качестве растворителя выбранопотому, что оно является хорошим растворителем карбидообразующих металлов 4 и 5 групп периодической системы элементов, практически не растворяет углерода, имеет широкий диапазон температур существования жидкой фазы (235 - 2300 С), чторасшиз 0 ряст возможности предлагаемого способа в700299 Составитель В. КонопелькоТ хрсд Л. 1(амыщникова Рсдактор Н. Суханова Корректор Р. Беркович Заказ 7020 Изд, Яо 532 Тираж 1222 Подисиос 11 ПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггпй 113035, Москза Ж, Раушская иаб., д. 4/5Загорская типография Упрполиграфиздата Мособлисполкома части расширения температурного интервала, кроме того, олово обладает минимальной токсичностью по сравнению со свинцом, цинком, сурьмой и т, п.Удаление легкоплавкой составляющейможет быть осуществлено за счет центробежных сил при 350 - 400 С или отгонкой ввакууме.Продолжительность выдержки в расплаве составляет 0,5 - 1,0 ч при 1800 -2000 С.Если в качестве соединяемых элементовиспользовать сферические карбидные иликарбидографитовые частицы, то после удаления олова получают изделие с ячеистопоровой структурой, которое может бытьиспользовано в качестве высокотемпературного фильтра, теплообменника и т. и.При соединении сферических частщ ихконтактирование (сборку) осуществля 1 от вконтейнере, изготовленном из графита.Предложенный способ позволяет повысить яаропрочность паяного соединенияза счет того, что металлические мостики,соединяющие частицы, заменяются карбидными, более тугоплавкими, чем металлы.Пример. 1, В графитовый контейнер свнутренним диаметром 25 мм, высотой300 мм и отверстиями диаметром 1,8 ммзасыпали частицы из карбида циркочиядиаметром 2 мм. После виброуплотнениячастицы пропитывали раствором гексафенольного лака, который карбонизовали нагреванием в атмосфере аргона до 800 С втечение 6 ч.В графитовый тигель заливали 1500 граствора олова и 5 вес, % циркония и помешали его в форкамеру печи,Тигель поднимали на штоке до соприкосновения с контейнером. Печь откачивали до разряжения 2 10- мм рт, ст. и нагревали до 1000, после чего давали выдеряку 15 мин, затем поднимали тигель,погружая контейнер с соединяемыми частицами в металлический расплав. Печьзаполняли аргоном до давления 0,2 атм. иподнимали температуру до 2000 С.По истечении 30 мин ванну опускали вфоркамеру печи, которую откачивали доразряжения 2 10- мм рт. ст. и в течение30 мин проводили отгонку легкоплавкогометалла с контейнера и частиц.Пример 2. Карбидографитовые сферические частицы УС + 20 вес. % С) диаметром 2 мм засыпали и виброуплотняли вконтейнере таких же размеров, что и впримере 1.Пропитку частиц гексафенольным лаком и их карбонизацию проводили по ре.жимам, описанным в примере 1.В качестве металлического расплаваиспользовали раствор 10 вес. ниобия в10 олове.Карбонизованную засыпку частиц выдерживали в указанном расплаве в течение 30 мин при 1800 С, после чего опускалив фор камеру печи, которую откачивали15 до разряжения 2 10мм рт. ст. и в течение 30 мин проводили отгонку олова.При осуществлении способа достигается исключение трудоемкой операции по нанесению металлического покрытия на сое 20 диняемые детали и повышение жаропрочности соединения до температуры плавления карбидов металлов 4 и 5 групп периодической системы элементов 13500 -3700 С) .Формул а изобретенияСпособ соединения карбидных и карбидографитовых деталей преимущественно сячеисто-пористой структурой, при которомпроизводят сборку и обработку зоны соединения металлическим расплавом, содержащим карбидообразующий компонент, ипоследующую термообработку, о т л и ч а ющи й с я тем, что, с целью повышения жаропрочности соединения, упрощения технологии и сохранения пористой структуры деталей, собранный узел предварительно прогитывают карбонизирующейся жидкостью,производят карбонизацию, в качестве металлического расплава используют растворкар бидообразующего металла 4 или 5групп периодической системы элементов волове, а после термообработки расплавлеп 45ное олово из пор удаляют,Источники информации,принятые вс внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРМо 498114 кл В 23 К 1/00 19712. Авторское свидетельство СССРМе 533460, кл. В 23 К 1/04, 1975.3, Патент Великобритании Мо 1071179,кл. В ЗЛ, 1963.