การบัดกรีโลหะที่มีฤทธิ์

1. วัสดุบัดกรี

(1) ไทเทเนียมและโลหะผสมพื้นฐานมักไม่ค่อยถูกบัดกรีด้วยตะกั่วอ่อน โลหะเติมที่ใช้ในการบัดกรีส่วนใหญ่ประกอบด้วยโลหะพื้นฐานเงิน โลหะพื้นฐานอะลูมิเนียม โลหะพื้นฐานไทเทเนียม หรือโลหะพื้นฐานไทเทเนียมเซอร์โคเนียม

ตะกั่วบัดกรีที่ใช้เงินเป็นหลักมักใช้กับชิ้นส่วนที่มีอุณหภูมิการทำงานต่ำกว่า 540 องศาเซลเซียส ข้อต่อที่ใช้ตะกั่วบัดกรีเงินบริสุทธิ์มีความแข็งแรงต่ำ แตกง่าย และมีความต้านทานการกัดกร่อนและออกซิเดชันต่ำ อุณหภูมิในการบัดกรีของตะกั่วบัดกรี Ag Cu ต่ำกว่าเงิน แต่ความสามารถในการชุบแข็งจะลดลงเมื่อปริมาณ Cu เพิ่มขึ้น ตะกั่วบัดกรี Ag Cu ที่มีลิเธียมในปริมาณเล็กน้อยสามารถปรับปรุงความสามารถในการชุบแข็งและระดับการผสมระหว่างตะกั่วบัดกรีและโลหะพื้นฐานได้ ตะกั่วบัดกรี AG Li มีจุดหลอมเหลวต่ำและความสามารถในการรีดักชันสูง เหมาะสำหรับการบัดกรีไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมในบรรยากาศป้องกัน อย่างไรก็ตาม การบัดกรีด้วยสุญญากาศจะทำให้เตาเผาปนเปื้อนเนื่องจากการระเหยของลิเธียม โลหะเติม Ag-5al- (0.5 ~ 1.0) Mn เป็นโลหะเติมที่นิยมใช้สำหรับชิ้นส่วนโลหะผสมไทเทเนียมที่มีผนังบาง ข้อต่อที่บัดกรีแล้วมีความต้านทานการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อนที่ดี ความแข็งแรงเฉือนของข้อต่อไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียมที่บัดกรีด้วยโลหะเติมฐานเงินแสดงไว้ในตารางที่ 12

ตารางที่ 12 พารามิเตอร์กระบวนการบัดกรีและความแข็งแรงของข้อต่อไททาเนียมและโลหะผสมไททาเนียม

อุณหภูมิในการบัดกรีของตะกั่วบัดกรีอะลูมิเนียมต่ำ ซึ่งจะไม่ทำให้เกิดโลหะผสมไททาเนียม β การเปลี่ยนเฟสช่วยลดข้อกำหนดในการเลือกวัสดุและโครงสร้างสำหรับบัดกรี ปฏิกิริยาระหว่างโลหะเติมและโลหะฐานต่ำ การสลายตัวและการแพร่กระจายไม่ชัดเจน แต่โลหะเติมมีความเป็นพลาสติกที่ดี และสามารถรีดโลหะเติมและโลหะฐานเข้าด้วยกันได้ง่าย จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการบัดกรีหม้อน้ำโลหะผสมไททาเนียม โครงสร้างรังผึ้ง และโครงสร้างลามิเนต

ฟลักซ์ที่มีส่วนผสมของไทเทเนียมหรือไทเทเนียมเซอร์โคเนียมโดยทั่วไปจะประกอบด้วย Cu, Ni และธาตุอื่นๆ ซึ่งสามารถแพร่กระจายเข้าสู่เมทริกซ์ได้อย่างรวดเร็วและทำปฏิกิริยากับไทเทเนียมในระหว่างการบัดกรี ส่งผลให้เกิดการกัดกร่อนของเมทริกซ์และเกิดชั้นเปราะ ดังนั้น ควรควบคุมอุณหภูมิและเวลาที่ใช้ในการบัดกรีอย่างเคร่งครัดในระหว่างการบัดกรี และไม่ควรนำมาใช้ในการบัดกรีโครงสร้างที่มีผนังบางให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ B-ti48zr48be เป็นตะกั่วบัดกรี Ti Zr ทั่วไป มีคุณสมบัติในการเปียกชื้นได้ดีกับไทเทเนียม และโลหะพื้นฐานไม่มีแนวโน้มที่จะเกิดการเกรนขึ้นในระหว่างการบัดกรี

(2) โลหะเติมสำหรับการบัดกรีสำหรับโลหะผสมเซอร์โคเนียมและโลหะผสมฐาน การบัดกรีโลหะผสมเซอร์โคเนียมและโลหะผสมฐานส่วนใหญ่ประกอบด้วย b-zr50ag50, b-zr76sn24, b-zr95be5 เป็นต้น ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการบัดกรีท่อโลหะผสมเซอร์โคเนียมของเครื่องปฏิกรณ์พลังงานนิวเคลียร์

(3) ฟลักซ์บัดกรีและบรรยากาศป้องกันของไทเทเนียม เซอร์โคเนียม และโลหะผสมพื้นฐาน สามารถให้ผลลัพธ์ที่น่าพอใจในบรรยากาศสุญญากาศและบรรยากาศเฉื่อย (ฮีเลียมและอาร์กอน) ควรใช้อาร์กอนบริสุทธิ์สูงสำหรับการบัดกรีแบบป้องกันด้วยอาร์กอน และจุดน้ำค้างต้องอยู่ที่ -54 องศาเซลเซียสหรือต่ำกว่า ต้องใช้ฟลักซ์พิเศษที่ประกอบด้วยฟลูออไรด์และคลอไรด์ของโลหะ Na, K และ Li สำหรับการบัดกรีด้วยเปลวไฟ

2. เทคโนโลยีการบัดกรี

ก่อนการบัดกรี ต้องทำความสะอาดพื้นผิวให้สะอาด ขจัดคราบไขมัน และกำจัดฟิล์มออกไซด์ออกให้หมด ควรกำจัดฟิล์มออกไซด์หนาออกด้วยวิธีทางกล การพ่นทราย หรือวิธีอาบเกลือหลอมเหลว สามารถกำจัดฟิล์มออกไซด์บางๆ ออกได้ในสารละลายที่มีกรดไนตริก 20% ~ 40% และกรดไฮโดรฟลูออริก 2%

ไทเทเนียม แซดอาร์ และโลหะผสมของไททาเนียมและแซดอาร์ ไม่ควรสัมผัสกับอากาศบนพื้นผิวรอยต่อระหว่างการบัดกรี การบัดกรีสามารถทำได้ภายใต้สภาวะสุญญากาศหรือก๊าซเฉื่อย การให้ความร้อนด้วยการเหนี่ยวนำความถี่สูงหรือการให้ความร้อนในสภาวะป้องกันก็สามารถทำได้เช่นกัน การเหนี่ยวนำเป็นวิธีที่ดีที่สุดสำหรับชิ้นส่วนสมมาตรขนาดเล็ก ในขณะที่การบัดกรีในเตาเผาจะให้ประโยชน์มากกว่าสำหรับชิ้นส่วนขนาดใหญ่และซับซ้อน

ควรเลือกใช้วัสดุ Ni, Cr, W, Mo, Ta และวัสดุอื่นๆ เป็นองค์ประกอบความร้อนสำหรับการบัดกรี Ti, Zr และโลหะผสมของวัสดุเหล่านี้ ห้ามใช้อุปกรณ์ที่มีกราไฟต์เปลือยเป็นองค์ประกอบความร้อนเพื่อหลีกเลี่ยงมลภาวะคาร์บอน อุปกรณ์บัดกรีควรทำจากวัสดุที่มีความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงที่ดี มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนใกล้เคียงกับ Ti หรือ Zr และมีปฏิกิริยากับโลหะพื้นฐานต่ำ