Способ оценки качества соединения многослойных материалов

/и ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ1(088.8)и -др. Серебро. М.с. 238тельство СССРК 20/08, 1977. ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(54) СПОСОБ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СОЕДИНЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к испытаниям многослойных материалов и можетбыть использовано при разработке технологии производства, а также для текущего контроля качества биметаллических и многослойных материалов с алюминиевым покрытием. С целью повыше ния объективности и снижения трудоемкости оценки качества соединения слоев в материалах с алюминиевым покрытием проводят отжиг образцов в областитемператур интенсивного роста интерметаллидов (И) до полного превращенияалюминиевого слоя в И (в случае тонких покрытий) или до образованиясплошной прослойки И по площади контакта слоев с последующим удалениемостаточного поверхностного слоя алюминия (в случае толстых покрытий). Оценивают качество соединения визуалЬнопо относительной площади образца,занятой И. Объективность повышаетсяза счет возможности одновременноговизуального анализа всей поверхностивыбранного образца. Снижение трудоем- .кости оценки обусловлено исключениемизготовления микрошлифов, использования микроскопов, а также подборомтемпературы отжига образцов в областинаиболее интенсивного роста И. 1 з.п,ф-лы.13233Изобретение относится к сварке,в,частности к способам испытаний многослойных материалов, а именно к качественной оценке прочности соединения слоев, и может быть использованов отраслях народного хозяйства, изготовляющих и потребляющих многослойныеметаллические материалы.Целью изобретения является снижение трудоемкости и повышение объектив ности оценки качества соединения многослойнык материалов с плакирующимслоем из алюминия или его сплавов.Способ осуществляют следующим образом. 15Изготавливают образцы из биметаллической ленты. Проводят изотермический отжиг образцов по режиму роста интерметаллидов,Критерием оценки оптимальности 20выбранного режима отжига является изменение цвета алюминия до равномерного темно-серого по всей поверхности покрытия при качественном соединении, илис сохранением белого цветаалюминия по местам дефектов соединения.Образцы выдерживают при температуре отжига до полного по объему пере"хода алюминия в интерметаллиды на 30участках с качественным соединениемслоев, Для материалов толщиной более1,0 мм с относительной толщиной алюминиевого слоя более 0,1 выдержку образцов при температуре отжига проводят до образования сплошной по площади прослойки интерметаллидов на участках с качественным соединением, аперед оценкой качества соединенияостаточный слой алюминия с поверхности образца удаляют, например травлением в щелочи.Затем ведут визуальную оценку качества соединения по относительнойплощади поверхности образца, занятой 45интерметаллидом.Для повышения производительностипроцесс отжига ведут в интервале температур интенсивного роста интерметаллидов от температуры, превышающей 5 Она 100-150 С температуру начала образования интерметаллидов, до 0,9 температуры плавления алюминия. Применение форсированных режимов отжига образцов и исключение необходимости металлографического анализа обеспечивают снижение трудоемкости опенки качества соединения. Воэмож -05 2ность одновременного визуального анализа значительной площади контакта слоев в многослойном материале позволяет вести оценку с более высокой объективностью по сравнению с анализом линейной границы раздела на микро- шлифе,Оценка качества соединения в способе сводится к визуальному сравнению по цвету участков поверхности образца непосредственно после его отжига или же участков контактной поверхности основы после удаления остаточного алюминия с поверхности отожженного образца. Участки с качественным соединением слоев имеют однотонный темный цвет, обусловленный цветом интерметаллидов, а участки без соединения сохраняют исходные цвета составляющих металлов. Критерием качественного соединения слоев является наличие однотонного по цвету и сплошного по всей контактной поверхности интерметаллидного слоя после отжига образцов.Минимальная температура отжига образцов не должна быть ниже температуры начала образования интерметаллидов в конкретной паре контактирующих металлов. В противном случае химическое взаимодействие металлов отсутствует, интерметаллиды не образуются, а оценка качества соединения невозможна. Отжиг при температуре начала образования интерметаллидов требует увеличения времени выдержки иэ-за медленного роста слоя интерметаллидов. Для интенсификации процесса образования интерметаллидов температуру отжио га необходимо выбирать на 100-1.50 С выше .температуры начала образования интерметаллидов. При доведении температуры отжига до температуры плавленияболее легкоплавкого плакирующего металла (алюминия) дефекты соединения не выявляются вследствие оплавления покрытия. Ыеред проведением оценки качества соединения слоев каждой конкретной композиции металлов производят экспериментальный выбор температурно-временных условий отжига. На практике рационально применять температуру отожига в пределах 500-600 С. Время выдержки при выбранной температуре отжига устанавливают до полного превращения алюминия в интерметаллиды на участках с качественным соединением.С целью сокращения времени выдержки1323305 Составитель Л.НазароваРедактор Э.Слиган . Техред И.Попович КоРРектоР И.Муска Заказ 2908/16 Тираж 975 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое .предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 при отжиге образцов с толстым покрытием (более 0,1 от общей толщины, которая, в свою очередь, превьппает1,0 мм) выдержку ведут до образованияпод алюминием сплошной (по площади 5контакта) прослойки интерметаллидов.П р и м е р. В практической реализации способа проводят оценку качества соединения слоев серии образцов,отобранных от выпускаемой промьпплен- Юкостью биметаллической ленты никель -алюминий (с алюминиевым покрытием,нанесенным совместной холодной прокаткой в виде узкой полосы на никелевуюоснову) .Общая толщинаобразцов 0,2 мм, 15относительная толщина покрытия 0,03.Отжиг проводят при 600 С. Путемподбора устанавливают время выдержки10 мин. Выбранное время выдержки обеспечивает полный переход алюминия в 20.интерметаллиды на участках с качественным соединением,Оценку качества соединения ведутпо относительной площади поверхности,занятой интерметаллидами. Сплошность 25темной полосы свидетельствует о качественном соединении слоев по всей площади их контакта. Светлые полосы покромкам покрытия означают, что алюминий неполностью перешел в интерметаллиды в местах с некачественнымсоединением.Внешний вид образцов толщиной более 1,0 мм с относительной толщинойпокрытия более 0,1 после отжига истравливания остаточного алюминия в107.-ном растворе ИаОН аналогичен образцам, указанным вьппе.Предлагаемый способ по сравнениюс известным обеспечивает полное пред ставление о качестве соединения слоев по всей площади их контакта в пределах выбранного образца, а также снижение трудоемкости оценки не менеечем в 2 раза за счет исключения металлографического анализа и применения форсированного температурногорежима отжига. Формула изобретения 1. Способ оценки качества соедине-. ния многослойных материалов преиму" щественно с алюминиевым покрытием, нанесенным на более тугоплавкие металлы, включающий иэотермический отжиг образцов по режиму роста интер- металлидов и оценку качества соединения поверхностей контакта слоев по наличию интерметаллидов, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения объективности и снижения трудоемкости оценки, образцы выдерживают при температуре отжига до полного перехо- . да алюминия в интерметаллиды по толщине, визуально выявляют наличие дефектных участков соединения на всей площади поверхности покрытой части образца, затем замеряют геометрические размеры выявленных дефектных уча" стков и определяют качество соединения по относительной площади поверхности, занятой интерметаллидами.2, Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что при толщине многослойного материала более 1,0 мм и относительной толщине алюминиевого покрытия более 0,1 образцы выдерживают при температуре отжига в течение 20-30 мин, а перед выявлением наличия дефектов соединения остаточный поверхностный слой алюминия с поверхности образца удаляют.