Прокладка для металлокерамической пайки

Двор Е. К. Лысенко, А. Л, Ткачев и Ю. Д, локтионов 2) Авторы изобретем 71) Заявител ПРОКЛАДКА ДЛЯ МЕТЛППОККРАМИЧЕСКОПАЙКИ йке и соеых и карможет быть турной технике.Известна металлокерамическая пайкадеталей с использованием пористой прокладки, помещаемой в паяемом зазоре исмачиваемой припоем. В качестве прокладки при этом используют порошок металла, либо его волокно 11.Недостатком таких прокладок являетсянизкая жаропрочностьи механическая прочность паяного шва, так как предполагаетиспользование легкоплавких прнпоев.Известно использование пористой прокладки из графитового волокна, помешаемой в паяемый зазор и пропитываемойкарбидообразующим металлом, напримеркремнием 2 1,Недостаток такой прокладки заключается в невысокой прочности получаемогопаяного соединения при пайке графитовых,карбидных и карбидографитовых деталей. то ее Изобретение относится к п аинениям. графитовых, карбид бидографитовых материалов и использовано в высокотемпер 2Цель изобретения - повышение качестваи прочности паяного соединения.Поставленная цель достигается тем,что в пористой прокладке углеродного волокна покрыты никелем твпциной 0,2- ф 0,5 от диаметра волокон, причем открытая пористость ее составляет 70-90%.Такая прокладка, помещенная междусоединяемыми деталями, принимает форму зазора, Ее пропитывают карбйдообраэуюцпм металлом (Ъ, Щ, 5) и т.д.) путем погружения свободного ее конца врасплав металла. Пористость прокладки(90-70 Ь)выбирают из условия обеспечения капиллярного эффекта н образования 15карбида в паяемом зазоре при взаимодействии угперодных волокон с расплавом карбидообраэующего металла.".При контакте расплава карбидообразутощего металла с никелем волокон образуют Юинтерметаплиды (Й 7 л", М М 1 э и т.д.),которые повышают смачиваемость порисй прокладки и тем.самым обеспечиваютавномерную пропитку. Кроме того, какпоказали проведенные исследования, никепьулучшает спекаемость образовавшегося впеяемом зазоре карбида метаппа, например карбида циркония. Все это приводит кулучшению качества паяемого зазора иповышению его прочности. В процессе изотермического высокотемпературного отжима (2000-2400 С) никепь испаряют изпаяемого зазора и тем самым повышаютего жаропрочность. Толщину никелевогопокрытия на углеродных волокнах (0,20,5 от диаметра волокон) вьбиреют изусловия обеспечения достаточной эластичности прокладки и спекаемости карбиднойфазы в пе.",емом зазоре. Толщина углерод.ных нитей (феломентов) обычно составляет 8-10 мкм, поэтому толщину никелевого покрытия на нитях выбирают равной2 мкм.На чертеже изображена предлагаемаяпрокладка .Онв состоит из углеродных нитей 1никелевого покрытия 2 и пустот 3 между волокнами,Величину пористости (пустот), заполняемой в процессе пропитки рвсплавом металле, регулируют варьированием величины зазора между соединяемыми деталямии усилия в зазоре при нх сборке.ЬПредлагаемая прокладка была опробована при пайке графитовых карбидных икарбидографитовых деталей.П р и м е р 1. Пористую прокладкуразмером 10 х 40 х 1 мм вырезают иэ графитавой ткани ТГНМ на основе высокомодульных графитовых волокон, покрытыхникепем толщиной 3 мкм, что составляет30% от диаметра углеродных феломентов.Прокладку помещают в зазоре между соединяемыми деталями (пластины из карбиде циркония размером 10 х 10 х 25 мм)Усилие прн стягивании пластин подбирают таким образом, чтобы расчетная пористостьпрокладки в зазоре составила 70%. Свободный конец пористой прокладки помещают. в расплав циркония при 2000 С и выдерживали в течение 30 мин, затем температуру поднимают до 2400 С и делаютвыдержку в течение 1 ч, Прочность паяного соединения нв разрыв оказалась рввной 10,5 кг/мм, в то времл как дляпвяного соединения,полученного с использованием просто углеродных волокон,.2онв состввдлет лишь 6,4 кг/мм ,Испытания на термопрочность показали, что полное соединение выдержало 8циклов охлаждения в воду при исходнойтемпературе 100 С. 23 30 3 53 П р и м е р 2. Пористую прокладкуразмером 80 хЗОх 1 мм, вырезанную изтнани ТГНМ на основе графитовых во.покон, покрытых никепем толщиной 5 мкм,помещают в зазоре между ппвстинамиразмером ЗОх 40 х 10 мм, изготовленнымииз графита МПГ. Усилие в зазоре подбирают таким образом, что расчетная пористость состввпяет 90%. Выступающийконец прокладки погружают в расплавциркония нри 2000 оС и проводят термообработку по режимам примера 1.Предел прочности пвяцого соединенияне разрыв оказался равным 4,80 кг/ммпротив 3,2 кгlмм для паяного соедине 2.нил, подученного с использованием известной прокладки.П р и м е р 3. Прокладку из тканиТГНМ размером 2 5 х 80 х 1 мм с толщи-ной никепевого покрытия на волокнах, равной 3 мкм, помещают между деталями (30 ххЗОх 15 мм), йзготовленными из карбидографита. Расчетная пористость послестягивания пластин составляет 85%, Вы-.ступающий конец прокладки помешают врасплав циркония и проводят пропитку итермообработку по режимам примеров 1 и 2.Предел прочности палного соединения .2.на разрыв оказался равным 4,5 кг/ммпротив 2,9 кгlжР- для паяного.При использовании предлагаемой конструкции прокладки достигается улучшениекачества паяного соединения, увеличивается его механическая прочность в 1,51,8 раза. Повышение качества и прочности пеяного соединения достигается эасчет равномерного запопнения зазора карбидообразуюппм металлом и улучшенияспекеемости карбидной составляющей засчет никелл.Формула изобретенияПрокладке для метеплокерамическойпайки, пренмусественно графитовых, карбидных и кербидогрвфитовьх деталей, содержащая углеродные волокне, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышенияпрочности и качества паяного соединения,углеродные волокна покрыты никелем толшиной 0,2-0,5 от диаметра волокон, причем открытая пористость ее составляет70-90%.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Справочник по пайке. Под ред,С. Н, Поцманова, "Машиностроение", 1975,с, 59-60,2. Патент Англии % 1426853,кл, В 3 М, 1976 (прототип),881018 Составитель В. ПлахтийРедактор А. Власенко Техред М.Рейвес Подпи аэа Тираж 11енного ко тений и от"Пвт г. Ужгород, ул. Проектная Заказ 10382/17 ВНИИПИ Государст по делам изоб 113035, Москва, Жмите та крыт ийая габ