Способ изготовления плакированных металлов

Союз СоеетсюаСон 1 иалистицеснихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУс присоединени аяв Государственный квинте СССР ее делам нзобретеннХ н еткрытнй23) ПриоритетОпубл иков Дата опуб но 15.10.79. Бюллетень3 икования описания 25.10.79) Авторы изобретения ва и В. К. Чернов, М, Т. Казан) Заявите с 54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛАКИРОВАННЫХ МЕТАЛЛОВПосле операции сварки, например, методом холодной совместной прокатки с различной для каждой конкретной композиции степенью деформации проводят низкотемпературный промежуточный отжиг (температура отжига композиций с химически активным подслоем не может превышать известной для конкретных пар металлов критической температуры с целью исключения или ограничения возможности образования хрупких интерметаллидов, ухудшающих качество соединений). Далее пров ную толщину с механическими 1 чальной толщи шиной готовогВ конечном размере материал подвергается окончательному отжигу. При этом выбор режима отжига производится с теми же ограничениями, что и при промежуточном отжиге, так как в составе готового материала содержится химически активный подслой. Изобретение относится к производству многослойных металлов, изготавливаемых методом совместной пластической деформации, разнородных металлов. Эти материалы широко применяются в различных областях техники: в машиностроении, в химической, электронной, электро- и радиотехнической и других отраслях промышленности.Известен способ изготовления плакированных металлов по следующей схеме;подготовка и сборка пакета с подслоем; сварка давлением, например, прокаткой; промежуточный отжиг полуфабриката; деформация на конечную толщину;окончательный отжиг 1. Согласно этому способу исходныи пакет собирается с подслоем из металлов, облегчающих схватывание, Подслой вводится в пакет либо в виде отдельной прокладки, либо наносится предварительно хотя бы на одну из свариваемых поверхностей,В качестве материала подслоя наиболее часто применяют химически активный алюминий, обладающий хорошей способностью к схватыванию с другими металлами. дится деформация на конечобжатиями, определяемыми свойствами материалов, наой пакета и требуемой толматериала.Недостатками этого способа являются:1. Низкая температура отжига, не позволяющая использовать химическую активность подслоя для связывания нежелательных газообразных продуктов, выделяющихся при этом на границе раздела металлов5нарушающих прочность и сплошность сварных соединений, а также не позволяющаяобеспечить необходимую степень рекристаллизации компонентов.2. Наличие в многослойном готовом материале подслоя с более низкими прочностными свойствами, что обусловливает низкуюпрочность соединений.Цель изобретения - повышение прочности и сплошности сцепления слоев, а также обеспечения полной рекристаллизацииосновных составляющих при изготовлениимногослойных материалов с технологическим подслоем из химически активного металла (например, алюминия).Поставленная цель достигается тем, что .промежуточный отжиг ведут в диапазоне 20температур: минимальная - на 50 - 100 Свыше температуры начала образования интерметаллидов между подслоем и основными составляющими полуфабриката, максимальная на 50 - 100 С ниже температурыплавления менее тугоплавкой составляющей,При этом она может превышать температуру плавления подслоя. Время выдержки привыбранной температуре подбирают с такимрасчетом, чтобы произошло полное превращение подслоя в интерметаллиды, За- зртем образовавшийся при отжиге слой интерметаллидов разрушают путем деформацииполуфабриката до конечного размера с суммарным обжатием не менее 50"/О и проводятокончательный отжиг при режимах, обеспечивающих рекристаллизацию составляю- Зщих и диффузионное упрочнение сварныхсоединений. Режим окончательного отжигавыбирают из условия отсутствия химическиактивного подслоя.Промежуточный отжиг в предлагаемом 40диапазоне температур обеспечивает высокуюхимическую активность алюминия и связывание выделяющихся при нагреве газообразных продуктов, а также рекристаллизациюсоставляющих. Кроме того, образующийсяслой интерметаллидов, обладая геттерны- фми свойствами, дополнительно поглощаетчасть газов, предотвращая тем самым нарушение сплошности сварных соединенийв виде полостей и пузырей. Толщину образующихся при отжиге интерметаллидов регулируют путем подбора толщины подслояв исходном пакете,Деформация на конечный размер с суммарным.относительным обжатием не ниже50"/, обеспечивает удаление в окружающуюсреду поглощенных интерметаллидным сло- Ием газов, разрушение этого слоя и возникновение металлических связей непосредственно между поверхностями основных саставляющих, Кроме того, при этом создаются благоприятные условия для диффузионного упрочнения сварных соединений в процессе окончательного отжига, температура которого выбирается с учетом необходимой степени как упрочнения сварных соединений так и рекристаллизации составляющих,Пример. Предлагаемый способ был проверен при изготовлении трехслойного материала медь-монель-медь с алюминиевым подслоем (марки А 99), нанесенным предварительно на медь (марки Моб) методом совместной холодной прокатки. Двуслойное покрытие медь-алюминий перед нанесением на монель отжигали в среде водорода в течение 20 мин при температуре 320 С с целью очистки от поверхностных загрязнений. При этом режиме взаимодействие алюминия с медью отсутствует, так как критическая температура для этой пары 350 С.Монель-металл в отожженном состоянии перед плакированием обезжиривали и зачищали вращающейся проволочной щеткой.Затем биметаллические пластины медь- алюминий накладывали алюминиевой стороной на монель-металл с обеих сторон.Толщина слоев собранного пакета, мм: Медь 0,6 Алюминиевый подслойна меди 0,015 Монель-металл 2,0 Алюминиевый подслойна меди 0,015 Медь 0,6Общая толщина пакета 3,23 Ширина пакета 80 Плакирование проводили методом совместной холодной прокатки на стане Кварто 110/320 Х 300 за один проход с относительным обжатием 620/, (толщина после плакирования 1,2 мм).Промежуточный отжиг проводили в электропечи в среде водорода при температуре 700 С в течение 30 мин. При этом алюминий полностью переходит в интерметаллиды (критические температуры для пары медь- алюминий 350 С, для пары монель-алюминий 450 С), вспучивание покрытия отсутствует, а полученный полуфабрикат, подвергнутый испытанию на гиб с перегибом, не расслаивается.Прокатку на готовый размер (до толщины 0,3 мм) проводили на том же стане за несколько проходов (суммарное обжатие 750/О)Конечный отжиг в той же печи при температуре 800 С в течение 15 мин также не привел к образованию пузырей.Испытания образцов на гиб с перегибом показали прочность сцепления слоев на уровне всех требований (расслоения не наблюдалось до полного разрушения образца),Применение предлагаемого способа позволяет улучшить качество сварных соеди.693нений за счет исключения местных нарушений сплошности сварки газообразными продуктами, диффузионного упрочнения зоны сварки и снятия остаточных срезающих напряжений между слоями в процессе отжигов, а также за счет обеспечения контакта ювенильных поверхностей на участках нарушения сплошности интерметаллидов при прокатке на готовую толщину. Кроме того, предлагаемый способ обеспечивает необходимую степень рекристаллизации составляющих многослойного материала. Формула изобретенияСпособ изготовления плакированных металлов, включающий сборку пакета с подслоем из химически активного металла, сварку давлением, промежуточный отжиг деформацию на конечный размер и окончательный отжиг, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности и сплошности сцеплення слоев, а также обеспечения пол 1270бной рекристаллизации основных составляющих, промежуточный отжиг проводят в диапазоне температур: минимальная - на 50 - 100 С выше температуры начала образования интерметаллидов между подслоем и основными составляющими полуфабриката, максимальная - на 50 - 100 С ниже температуры плавления менее тугоплавкой составляющей с выдержкой при выбранной температуре до полного превращения материала подслоя в интерметаллиды, деформацию полуфабриката до конечного размера производят с суммарным обжатием не менее 50/ а окончательный отжиг осуществляют в интервале температур рекристаллизации составляющих,11 сточники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Рабкин Д. М Рябов В. Р. Сварка алюминия и его сплавов со сталью и медью. М., Машиностроение, 1965, с, 18 - 20, 31,32.Редактор И, ОстроваЗаказ 6106/9 Составитель Н. КулаковаТехред О. Луговая Корректор Н. ЗадерновскаяТираж 1222ПодписноеЦН И И ПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4