Способ диффузионной сварки через промежуточную прослойку интерметаллидов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ по 963765 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(31) М. Кп.з с присоединением заявки Нов(23) Приоритет -В 23 К 20/16 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий, 66 (088. 8) Дата опубликования описания 07. 10. 82 Н. ф. Казаков, А. В. Сергеев, А. А. Жарких и А. П. Сысоев Московский технологический институт мясной и молочной промышленности(54). СПОСОБ ДИффУЗИОННОЙ СВАРКИ ЧЕРЕЗ ПРОМЕЖУТОЧНУЮ ПРОСЛОЙКУ ИНТЕРМЕТАЛЛИДОВ 15 20 Изобретение относится к диффузион. ной сварке.Известен способ диффузионной сварки, при котором на свариваемые поверх ности предварительно наносят промежуточную прослойку в виде порошковых компонентов. 1.Недостатком способа является невозможность в большинстве случаев подбора компонентов порошка, не образующих между собой или со свариваемым материалом интерметаллидов, и получения сварного соединения, по прочности равного основному материалуНаиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ диффузионной сварки через промежуточную прослойку интерметаллидов 2),Однако интенсивность протекания процессов образования соединения недостаточна иэ-за невозможности дополнительного тепловложения.Целью изобретения является интенсификация процесса путем дополнительного тепловложения.Поставленная цель достигается благодаря тому, что по способу диффузионной сварки через промежуточну З 0 прослойку интерметаллидов последнююполучают из порошковых, компонентов,взаимодействующих по экзотермическойреакции, а соотношение количествакомпонентов в прослойке целесообразно выбирать в соответствии со стехиометрическими коэффициентами химической реакции их взаимодействия.Для повышения прочности соединения в состав прослойки можно вводитьлегирующие компоненты, снижающие еетвердость.Сущность изобретения заключаетсяв том, что диффузионную сварку осу-.ществляют через промежуточную прослойку, которую получают из порошковых компонентов, взаимодействующихпо экзотермической реакции. Количественное соотношение компонентов впрослойке выбирают в соответствиисо стехиометрическими коэффициентамихимической реакции их взаимодействия.Дополнительно в состав прослойки вводят легирующие компоненты, снижающие ее твердость.Способ был опробован при соединении титана ВТ 1-0 с алюминиевым сплавом АЛ,Измельчали алюминиево-магниевыйсплав, содержащий 5 до размера час 963765Формула изобретения тиц 100 меш, Смешивали порошок алюминиево-магниевого сплава с порошком . титана, размеры частиц которого составляли 100 меш, в молярном соотношении 1:1, Добавляли в смесь порошков органический раствор "биндер" дс образования густой суспенэииСоединяемые поверхности обрабатывали с чистотой й 15. На свариваемую поверхность детали из алюминиевого сплава АЛнаносили смесь порошков 1 О слоем толщиной 250 мкм кисточкой, Затем деталь иэ титана ВТ 1-0 устаналивливали на детали с нанесенной. смесью порошков и переносили. детали в вакуумную камеру установки диффу зионной сварки типа СДВУ. Прикладывали к деталям усилие с удельным давлением 3 МПа, Создавали разрежение в камере 5,2-10 з Па и нагревали зону соединения деталей до 753 К. .2 О Затем проводили изотермическую выдержку в течение 8 мин при усилии на деталях с удельным давлением 10 МПа, после чего охлаждали соединенные детали до 303-313 К. Разваку умировали вакуумную камеру и извлекали сваренные детали.Присутствие магния в порошковой смеси приводило к протеканию экэотермической реакции компонентов Т 1-Ид, что обеспечивало дополнительный разогрев порошковой смеси, более интенсивное взаимодействие частиц между собой и с соединяемыми материалами,Проведенные испытания показали, что прочность полученного соединения - 300 МПа в 2 раза выше прочности соединения, при сварке таких материалов без применения порошка.Таким образом, введение легиру О ющего компонента (А 1) позволило повысить прочность соединения, а также снизить его твердость. Структура свариваемых материалов осталась неизменной после сварки. 45 Способ также был опробован при соединении стали 12 Х 18 Н 10 Т с ниобием.Составляли смесь порошков алюми ния и никеля в молярном соотношении, соответствующем интерметаллиду М 1 Р 1, добавляли к ней 2 порошка йЬ с размером частиц 100 меш.Спекали смесь порошков при 137 С 55 и прокатывали при нагреве до 1123 К. При этом получали фольгу толщиной 500 мкм, которую размещали между деталями из ниобия и стали, Детали устанавливали в вакуумной камере уста новки диффузионной сварки типа СДВУ. Прикладывали к деталям усилие с удельным давлением 6 МПа. Затем создали разрежение в камере -2,6" 10 Па.65 Нагревали детали до 1323 фК и делали выдержку под давлением 10 МПав течение 20 мин. Охлаждали деталидо 303 К,Проведенные испытания показали,что прочность соединения на отрывпри растяжении составляли 450 МПаопри 1400 КМПа. При сварке деталей без фольги соответствующие значения прочности составляли 20 и0,5 МПа. Данным способом также сваривали 12 Х 18 Н 10 Т с алюминиевым сплавом АЛПри этом приготавливали смесь порошков железа и алюминия в молярном соотношении, соответствующем химическому соединению ГеА 1 з и добавляют к ней 2 вес.Ъ меди, Перемешивали смесь порошков и наносили ее на соединяемую поверхность детали иэ алюминиевого сплава. Толщину наносимого слоя выбирали равной 5 мкм.На деталь со смесью порошков устанавливали деталь иэ стали 12 Х 18 Х 10 Т. Далее размещали детали в камере установки диффузионной свар ниВакуумировали камеру до разрежения 1,3 10 Па. Нагревали зону соединения до 773 К и прикладывали усилие с удельным давлением 7 МПа, Затем проводили изотермическую, выдержку в течение 20 мин, Охлажда" ли детали до 303 О К, после чего развакуумировали камеру и извлекали сваренные детали.Проведенные механические испытания на разрыв показали, что прочность соединения составляла 250 МПа и такое соединение может эксплуатироваться при температурах до 525 К. Прочность соединениябеэ прослойки составляет 120 МПа и работоспособность до 740 К.Данный способ позволяет интенсифицировать процесс образования соединения.и тем самым повысить производительность, он также обеспечивает получение соединений с высокой прочностью и достаточной пластичностью. 1. Способ диффузионной сваркичерез промежуточную прослойку интерметаллидов, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью интенсификациипроцесса путем дополнительного тепловложения, прослойку интерметаллидовполучают из порошковых компонентов,взаимодействующих по экзотермическойреакции,2, Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и й с.я тем, что соотношениеЗаказ 318/4 Тираж 1153 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 3 количеств компонентов в прослойкевыбирают в соответствии со стехиометрическими коэффициентами химической реакции их взаимодействия. 3. Способ по п1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения прочности соединения, в со-, став прослойки вводят легирующие компоненты, снижающие ее твердость,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ардентов В. Э. и др. О возможности применения методов порошковойметаллургии для сварки металлов.