Способ высокотемпературного диффузионного соединения материалов

Союз Советских Социалистических Ресттублик ВТОРС КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5)В,ктет с и нсоединеннем зая В 28 К 1/ООВ 23 К 28/00 Гвударетюай кем СССР аф лехам кзееретеккв н еткрытий,3(088.8) 7.02.83. Бктллетена М нубликовано ата опубликования описания 07.02.8 вский и А. Г. Соколов) Авторынзобретенн Мс Краснодарский политехнический настиг ут 71) Заяви ФУЗИОННО ОСОБ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО СОЕДИНЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ 54) вля ется деталдпя Изобретение относится к области соединения различных материалов, в частности к способу высокотемпературного диф фузионного соединения материалов.Известен способ соединения материа лов, основанный на возможности гальваническогоосаждения из раствора какого-"либо металла, за счет которого происходит соединение деталей Г 13Недостатками этого способа явпякеся слабая адгезия при гальваническом 10- осаждении, пористость шва, наводороживание в процессе гальванизации, чтосильно сказывается на механическойпрочности и коррозионной стойкости.Известен способ высокотемпературного диффузионного соединения материаловпутем погружения в ванну с расплавом,содержащем легкоттлавкую основу с ржт-воренным в ней тугоплавким элеменом 123.20Однако при использовании известногоспособа не удается получить высокопрочного соединения, равнопрочного соединяемому материалу,Белью изобретения я поваппее прочности соединения.Бель достигается тем, что в способевысокотемпературного диффузионного сое-динения материалов путем погружения вванну с расплавом, содержашим легкплавкую основу с растворенным в нейтугоплавким элементом, в качестве легкоплавкой основы ттасплава берут металл,инертнътй по отношению к соединяемымматериалам и обеспечивающий переностугоплавкого элемента, взаимодействуюшего с соединяемыми материалами, взону соединения,Процесс соединения осушествляетсяследующим образом,Соединяемые поверхности ейпредварительно обрабатывают их лучшей подгонки (наличие больших зазоровснижает качество соединения), обеэжиривают, помещают в легкоплаввий расплав,содержащий тугоплавкий элемент, и подвергают нагреву в среде инертного газа3 М 4111 ф с последующей выдержкой. В результатенагрева происходит перенос тугоплавкого. элемента, растворенного в легкоплавком расплаве, к соединяемым поверхностям, адсорбция и рост ив них диффузионного слоя, что в конечном итоге ведетк затягиванию зазора между соединяемыми поверхностями с вытеснением легкоплавкой основы; и образованию швв.При этом происходит тавже образование 10диффузионного покрытия на всей конструкции,Тугоплввкий элемент выбирается взависимости от назначения конструкциии эксплуатационных требований, предыв 1%ляемых и ней, в расплав - из условияобеспечения наибольшей скорости диффузии и сгжутствия взаимодействия с сое-диняемыми материалами.П р и м е р 1, Производилвсь соедикение плоских образцов из листовой стали 10 зв счет диффузии никеля, Стандартные плоские образцы для испытаний наразрыв рвзрезвлись пополам, плоскостиразреза нв одних образцах шлифовались, 25.а на других обрабатывались таким обра-.зом, что между соединяемыми плоскостями образовывался зазор в 40 мкм,Затем обработанные части образцов,. обезжнривали по местам разреза, образуя зозаново образец, и помещали в ванну срвсплавом 97% свинца и 3% никеля, вкотором образцы подвергали нагреву до1100 С, выдержке в течение 10 ч иохлаждению вне расплава с последующейнормализацией,Испытания показали, что прочностьсоединения, полученного таким способом,при шлифованных поверхностях достигаетпрочности основного металла, а в соединениях с зазором - 98. % от прочности основного материала.П р и м е р 2. Производилось соединение прутков диаметром 10 мм со шлифованными торцами из стали 45 и нержавеюшей стали 12 Х 18 Н 10 Т между собой за счет диффузии хрома из расплавасвинца.Режим температурной обработки:1100 С, выдержка 15 ч. Расплав 97%свинца, 3% хрома.В результате получилось соединение,превосходящее по прочности сталь 45,и на поверхности детали равномерноепокрытие толшиной 80 мкм. Ужгород, ул. Проектная, 4 ВНИИПИ Заказ 712/7 Филиал ППП "Патент", г,П р и м е р 3. Производилвсь соединение магнитной части электромагнитного клапана специального назначения, которая представляет собой молибденовую вставку, соединяемую с флвицем и корпусом, изготовленными иэ стали12 Х 18 Н 10 Т.Соединение осуществлялось в расплаве 97% свинца и 3% никеля при 1100 С в течение 10 ч.В результате получилось прочное герметичное соединение вставки с фланцем и корпусом, одновременно нв поверхностях соединяемых детелей образовалось антикоррозионное никелевое покрытие.Использование данного способа обеснечивает по сравнению с существующими способами следуюшне преимушества: создается возможность соединения деталей сложной конфигурации; отпадает необходимость последующей обработки детели и шва; в шве отсугствуют поры и раковины; соединение, получаемое данным способом, является ввкуумноплотным; исключается необходимость создания двв пения поджатия между деталями; возможно получение соединений, превосходящих по прочности основной материал.Все эти преимушества дают воэможность получить значительный экономический эффект от внедрения этого способа по сравнению с прототипом. Ф ормул а изо бреге нияСпособ высокотемпературного диффузионного .соединения материалов путем погружения в ванну с рвсплввом, содержащим легкоплавкую основу с растворенным в ней тугоплввким элементом, о т - л и ч а ю ш и й с я тем; что, с целью повышения прочности соединения, в качестве легкоплавкой основы расплава берут металл, инертный но отношению к соединяемым материалам и обеспечивающий перенос тугоппввкого элемента, взаимо действующего с соединяемыми материалами, в зону соединения.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидегепьс гво %284584, кл. В 23 К 28/00 15,08.59.2. Петрунин И. Е. Физико-химические процессы при пайке. М., "Высшая школк", 1972, с. 204-212 (прототип); Тираж 1104 Подписное