Способ изготовления многослойных металлических материалов

(51)5 В 23 К 20 ВЗЦЩ У 3 ОО ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТВЕДОМСТВО СССР(71) Всесоюзный научно-исследоваельскийинститут материалов электронной техники(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛ ОЙ Н ЫХ М ЕТАЛЛИЧ Е СКИХ МАТЕ РИАЛОВ(57) Использование;,при получении многослойных металлических материалов, изгоИзобретение относится к области производства многослойных металлов, изготавливаемых методом совместнойпластической деформации разных металлови направлено, как и известные решения, напредотвращение образования газовых пузырей на границе раздела слоев при отжи-.гах в процессе изготовления,. Эти материалы широко применяются. вразличных областях техники в машиностроении, в химической, электронной, электро- ирадиотехнической промышленности,Целью изобретения является снижениетрудоемкости изготовления и экономии материала подслоя при изготовлении многослойных материалов из меди, никеля и ихсплавов.Поставленная цель достигается тем, чтов известном способе изготовления многослойных металлических материалов, включающем подготовительный отжиг, покрайней мере, одной из составляющих в виде ленты, нанесение на нее технологического подслоя испарением и осаждением. химически активного металла, сборку со 1810261 А м совместной пласти. Сущность; способ лон ленты из цинкосо-одной из составляюго рулона, в процессе ется нанесение на ленем и осаждением на ую пластическую деуточный и окончательтавливаемых методо ческой деформации включает смотку в ру держащего сплава и . щих лент, отжиг это которого осуществля ту подслоя испарени нее цинка, дальнейш формацию и промеж ный отжиги,ставляющих в пакет, сварку давлением, промежуточный отжиг, окончательную деформацию и окончательный отжиг, при изготовлении многослойных материалов на основе меди, никеля и их сплавов в качестве материала подслоя используют цинк, а его испарение и осаждение осуществляют в процессе подготовительного отжига рулона, образованного одной из составляющих лент и лентой из цинксодержащего сплава.Выбор цинка в качестве материала технологического подслоя обусловлен следующими соображениями; большим химическим сродством цинка к кислороду по сравнению с соединяемыми металлами и, следовательно, его способностью раскис- лять контактные поверхности в сваренном полуфабрикате при промежуточном отжиге и предотвращать тем самым диссоциацию окислов, являющуюся основной причиной образования газовых. пузырей между слоями; летучестью цинка при отжиге латуней в безокислительной среде(в вакууме, водороде), интенсивность которой возрастает при температурах выше 400 С, Указанное явление позволяет использовать латунь для нанесения цинкового подслоя на контактную поверхность хотя бы одного из соединяемых металлов в процессе подготовительноГо отжига.Температуру подготовительного отжига (осаждения подслоя) выбирают в интервале температур рекристаллизации отжигаемой составляющей, обычно обеспечивающих (например, при совместном отжиге меди, никеля и их сплавов с латунью) интенсивное. испарение цинка из латуни и хорошую адгезию осажденного слоя с поверхностью конкретного из перечисленных металлов,Критерием достаточности количества осажденного цинка является сплошность покрытия, оцениваемая визуально.Этот критерий установлен экспериментально путем выбора времени подготовительного отжига, обеспечиваюЩего отсутствие пузырей при последующих термообработках материалов.С целью экономии латуни ее используют многократно до тех пор, пока обеспечивается необходимая интенсивность испарения цинка. При этом время отжига для каждого следующего применения латуни устанавливается индивидуально по вышеуказанному критерию - сплошность осажденного покрытия.Нанесение подслоя на одну или обе стороны отжигаемой составляющей по предлагаемому способу обеспечивают соответствующим чередованием витков лент латуни и упомянутой составляющей в общем рулоне, в который они наматываются перед отжигом.Коэффициент осаждения цинка, испаряющегося из латуни при отжиге рулона, достигает 0,95,Подслой, получаемый в предлагаемом изобретении, представляет собой продукт диффузионного взаимодействия цинка с поверхностью отжигаемой составляющей. Это либо твердый раствор цинка в меди (в паре 2 п-Сц), либо смесь: твердый раствор цинка в никеле+ свободный цинк+ частицы интерметаллидов ЕппЮа (в паре Й-Еп). Однако в готовом многослойном материале интерметаллиды полностью отсутствуют. то есть они переходят в твердый раствор при промежуточном и окончательном отжигах материала,Предлагаемый способ был опробован при изготовлении лент никель-медь-никель (НМН) и медь -никель-медь (МНМ)исходные заготовки:а) Для ленты НМН:. никель марки НП 2 0,2 х 80 мм в мягком состоянии: медь марки МОб 2,0 х 80 мм в мягком состоянии; латунь марки Л 63 0,3 х 80 мм в твердом обезжиренном состоянии.б) Для ленты МНМ: медь марки МОб0,2 х 80 мм в мягком состоянии; никель марки5 НП 2 2 х 80 мм; латунь Л 63 0,3 х 80 мм в твердом состоянии,Технологический процесс1, Односторонняя зачистка проволочными щетками никеля 0,2 х 80 мм для ленты10 НМН и меди 0,2 х 80 мм для ленты МНМ.2, Подготовительный вжиг и никеля имеди 0,2 х 80 мм совместно с латунью 0,3 х 80мм. При этом пары никель-латунь и медь-латунь сматывали в отдельные рулоны. При 15 чем для обеспечения одностороннегонанесения. цинка витки в рулонах чередовали по схемам; латунь-никель-никель и латунь-медь-медь, т,е. в каждый рулонсматывали по три ленты: одну латунную и20 две никелевых или медных. Прй намотке врулон двух лент (медь-латунь или никель-латунь) происходит двухстороннее напылениецинка (что в нашем примере не требовалось). Отжиг рулонов проводили сэдочным25 способом в водородной электропечиОКБ 8085 по следующим режимам.э) парэ латунь-никель (для ленты ИМН):ТОС, т 1 ч,б) пара латунь-медь (для ленты МНМ);30" ,Т 550 ОС, х =1 ч.3. Двусторонняя зачистка вращающимися стальными щетками основных металлов: меди и никеля 2,0 х 80 мм,4. Сборка пакетов Н-М-Н с цинковым35 подслоем нэ никеле и М-Н-М с подслоем намеди путем совместной задачи трех лент врабочие валки стана.5, Сварка обоих пакетов совместной холодной прокаткой на свне Кварто40 120/320 х 300 с режимом обжатия:(0,2+2,0+0,2) .ф 0,9 мм6; Промежуточный рекристэллизэцион ный отжиг подкатов сэдочным способом вводородной электропечи ОКБ 8085 по режиму;Т 700 ОС, Ф 1 ч,Пузыри под покрытиями в обоих подка тах (НМН и МНМ) после отжига отсутствовали.7, Прокатка подкэтов нэ том же стэне нэконечнуе толщину по маршруту:0,9 -+ 0,5 -ф 0,3 ммРасслоения в материалах при прокаткеотсутствовэле, что является критериемпрочности сцепления слоев,1810261 Составитель Н,ЧерновТехред ММоргентал Корректор С.Юско 3 укаэ 1415 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раущская наб 45 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,Ужгород, улХагарина, 101 8, Окончательный рекристаллизационный отжиг материалов в печи ОКБ 8085 по режиму:ТС, 1 ч,Пузыри после отжига материалов отсутствовали.Готовые материалы были подвергнуты стандартным испытаниям на перегиб по ГОСТ 13813-68 на приборе НГдо полного. разрушения, При этом образцы в изломе не имели расслоений.Металлографические и рентгеноструктурные исследования эоны контакта слоев в образцах готовых материалов показали отсутствие интерметаллических или избыточных хрупких фаз.Применение предлагаемого способаеиволит сократить трудоемкость изготовления материалов не менее чем на 20 за счет мейьвей трудоемкости процесса осажденйя цинкового подслоя и совмещения его Ф подготовительным отжигом одной из составляющих, Потери материала подслоя могут быть снижены до 5% против 70% по прототипу.формула изо бр ете н и я Способ изготовления многослойных ме таллических материалов, включающий подготовительный отжиг по крайней мере одной из составляющих в виде ленты, нанесение на нее технологического подслоя испарением и осаждением химически Ю активного материала, сборку составляющихв пакет, сварку давлением, промежуточный отжиг, окончательнуюдеформацию и окончательный отжиг, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения трудоемкости изго товления и экономии материал подслоя приизготовлении многослойных материалов из меди, никеля и их сплавов, в качестве материала подслоя использую цинк, а его испарение и осаждение осуществляют в 20 процессе подготовительного отжига рулона, образованного одной иэ составляющих лент.и лентой из цинкосодержащего сплава.