Способ высокотемпературного диффузионного соединения материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 19) 111) А 23 К 1/00 28/О АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К ою АТУРНОГО МАТЕРИАЛОВ ся к соедиов, в част- емпературкения матеМ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство ССУ 538835, кл. В 23 К 1/20, 1972Авторское свидетельство СССРВ 593849, кл. В 23 К 1/20, 1973Авторское свидетельство СССРУ 994171, кл. В 23 К 1/ОО,В 23 К 28/00, 1981.(54) СПОСОБ ВЫСОКОТЕМПЕДИФФУЗИОННОГО СОЕДИНЕНИЯ(57) Изобретение относинению различных материалности к способам высоконого диффузионного соед риалов. Целью изобретения является .сокращение длительности процессасоединения. Детали помещают в ваннус расплавом, легкоплавкую основу которого составляет металл, инертныйпо отношению к соединяемым материалам и обеспечивающий перенос тугоплавкого компонента расплава, взаимодействующего с соединяемыми материалами, и осуществляют термоциклирование расплава. Термоциклирование впроцессе выдержки соединяемых материалов способствует интенсификациипроцесса адсорбции тугоплавкого элемента на соединяемых поверхностях деталей. Термоциклирование производят от температуры, обеспечивающеймаксимальную диффузионную подвижность тугоплавкого элемента расплава при отсутствии растворения расплвом соединяемых материалов, до температуры ниже температуры началакристаллизации тугоплавкого элемента иэ расплава.88 30 13389Изобретение относится к области соединения различных материалов, в .частности к способам высокотемпературного диффузионного соединения материалов, и является усовершенствованием устройства по авт.св.У 9941/1.Целью изобретения является сок ращение длительности процесса соединения. 10Способ осуществляют следующим образом.Соединяемые поверхности деталей предварительно обрабатывают для лучшей подгонки, обеэжиривают, помещают в ванну с расплавом, легкоплавкую основу которого составляет металл, инертный по отношению к соединяемым материалам и обеспечивающий перенос тугоплавкого компонента 20 расплава, взаимодействующего с соединяемыми материалами, и осуществляют термоциклирование расплава с погруженными в него деталями от температуры, обеспечивающей максимальную 25 диффузионную подвижность тугоплавкого элемента расплава при отсутствии растворения расплавом соединенных материалов, до температуры ниже темпера. туры начала кристаллизации тугоплавкого элемента из расплава.В результате нагрева происходит перенос тугоплавкого элемента, растворенного в легкоплавком расплаве, к соединяемым поверхностям, адсорбция и рост на них диффузионного слоя, что в конечном итоге ведет к затяги - ванию зазора между соециняемыми поверхностями с вытеснением легкоплавкой основы и образованию шва. 40Термо 1 иклирование в процессе выдержки соединяемых материалов в расплаве способствует. интенсификации процесса адсорбции тугоплавкого соединяющего элемента на соединяемых по в 45 верхностях деталей, уменьшению явления диффузионного рассасывания тугоплавкого элемента в материале деталей, повышению максимальной температуры процесса вследствие уменьшения раст воряющего действия легкоплавкого расплава на материал деталей.Уменьшение растворяющегося действия легкоплавкого расплава на матеориал деталей при 1200 С с термоцикли рованием по сравнению с изотермической выдержкой при 1150 С можно объяснить сокращением общей длительности присутствия материала деталей в расплаве, нагретом на высокие температуры, как за счет сокращения общейдлительности процесса, так за счетналичия в цикле стадий охлаждения,что положительно сказывается не только на самом процессе соединения деталей, но и на структуре их материала, а также наличием более плотного и более толстого слоя диффундирующего элемента на поверхностях деталей, экранирующего материал деталей от растворяющего действия расплава, за счет того, что этот слой образуется не только при адсорбции диффундирующего элемента (изотермический перенос), но и за счет его кристаллизации на стадиях охлаждения термический перенос).П р и м е р. Проводят соединение плоских образцов толщинами 3 и 12 мм из сталей 10 и 14 х 2 ГМР за счет диффузии никеля из расплава свинца. Стандартные плоские образцы для испытания на разрыв разрезают пополам, плоскости разреза шлифуют. Затем обработанные части образцов складывают. Образованные заново образцы помещают в ванну с расплавом 977 свинца и 37 никеля, в котором часть образцов подвергают нагреву с изоо термической вьдержкой при 1150 С (дальнейшее повышение температуры процесса при изотермической вьдержке вызывает растворение стали в расплаве), а другую часть обрабатывают по данному способу, при котором в процессе выдержки образцов в расплаве проводят термоциклирование в интервале температур - 1200360 С. Время цикла нагрева, выдержки и охлаждения составляет 90-135 мин. Прочностные свойства соединенных образцов определяют путем проведения испытаний на растяжение. Эти испытания показали, что для получения соединений, равнопрочных с основным материалом, при изотермической выдержке в расплаве требуется 10 и 30 ч соответственно для образцов толщинами 3 и 12 мм, а при использовании термоциклирования - 5 ч (образцы толщиною 3 мм) и 1 Ь ч (образцы толщиною 12 мм).Использование предлагаемого способа позволяет по сравнению с известным сократить длительность процесса соединения в два и более раз при сохранении всех тех преимуществ, з 3389884 которыми обладает известный способ авт,св,У 994171, о т л и ч а ю - соединения. Помимо этого термоцик- щ и й с я тем, что, с целью сокралирование способствует повышению кор- щения длительности процесса соединерозионной стойкости, жаростойкости . ния, производят термоциклирование и др. свойств диффузионных покрытий, расплава с погруженными в него мате 5образуемых на поверхностях соединяе- риалами от температуры, обеспечиваюмых деталей в связи с повышением . щей максимальную диффузионную подвнжконцентрации диффундирующего эле- ность тугоплавкого элемента распламента в этих покрытиях. 10 ва при отсутствии растворения распе т е н и я лазом соединяемых материалов, до Формула и з о р е т е н и ятемпературы ниже температуры началаСпособ высокотемпературного диф- кристаллизации тугоплавкого элеменфузионного соединения материалов пэ та из расплава.Составитель А.АбросимоваРедактор С.Пекарь Техред М,Дидык Корректор А.ТяскоЗаказ 4171/1 О Тираж 974 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул. Проектная,-" 4