การประสานโลหะทนไฟ

1. ประสาน

สามารถใช้บัดกรีทุกชนิดที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 3000 ℃ สำหรับการประสาน W และบัดกรีที่ใช้ทองแดงหรือเงินสามารถใช้สำหรับส่วนประกอบที่มีอุณหภูมิต่ำกว่า 400 ℃โลหะที่ใช้เป็นทองคำ แมงกานีส แมงกานีส แพลเลเดียม หรือฟิลเลอร์ที่มีพื้นฐานเป็นพื้นฐานจากการเจาะ มักใช้สำหรับส่วนประกอบที่ใช้ระหว่าง 400 ℃ ถึง 900 ℃;สำหรับส่วนประกอบที่ใช้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,000 ℃ ส่วนใหญ่จะใช้โลหะบริสุทธิ์ เช่น Nb, Ta, Ni, Pt, PD และ Moอุณหภูมิในการทำงานของส่วนประกอบที่ประสานด้วยตัวประสานฐานแพลตตินั่มถึง 2150 ℃หากดำเนินการบำบัดด้วยการแพร่กระจาย 1080 ℃หลังจากการประสาน อุณหภูมิการทำงานสูงสุดสามารถเข้าถึง 3038 ℃

บัดกรีส่วนใหญ่ที่ใช้สำหรับการประสาน w สามารถใช้สำหรับการประสาน Mo และบัดกรีที่ใช้ทองแดงหรือเงินสามารถใช้สำหรับส่วนประกอบ Mo ที่ทำงานต่ำกว่า 400 ℃;สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และชิ้นส่วนที่ไม่ใช่โครงสร้างที่ทำงานที่อุณหภูมิ 400 ~ 650 ℃ สามารถใช้ Cu Ag, Au Ni, PD Ni หรือ Cu Ni ได้ไทเทเนียมหรือโลหะเติมโลหะบริสุทธิ์อื่น ๆ ที่มีจุดหลอมเหลวสูงสามารถใช้กับส่วนประกอบที่ทำงานที่อุณหภูมิสูงขึ้นได้ควรสังเกตว่าโดยทั่วไปไม่แนะนำให้ใช้โลหะฟิลเลอร์ที่มีแมงกานีส โคบอลต์ และนิกเกิลเป็นองค์ประกอบหลักเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดสารประกอบระหว่างโลหะที่เปราะในข้อต่อประสาน

เมื่อใช้ส่วนประกอบ TA หรือ Nb ที่อุณหภูมิต่ำกว่า 1,000 ℃ จะสามารถเลือกการฉีดแบบผสม Cu Au, Au Ni, PD Ni และ Pt Au_ Ni ที่มี Cu Au, Au Ni, PD Ni และ Pt Au_ Ni หัวแร้ง Cu Sn มีความสามารถในการเปียกได้ดีกับ TA และ Nb การขึ้นรูปตะเข็บประสานที่ดีและความแข็งแรงของรอยต่อสูงเนื่องจากโลหะเสริมที่มีแร่เงินเป็นหลักจะทำให้โลหะที่บัดกรีแข็งเปราะได้ จึงควรหลีกเลี่ยงสิ่งเหล่านี้ให้มากที่สุดสำหรับส่วนประกอบที่ใช้ระหว่าง 1,000 ℃ ถึง 1300 ℃ โลหะบริสุทธิ์ Ti, V, Zr หรือโลหะผสมที่มีพื้นฐานมาจากโลหะเหล่านี้ซึ่งก่อตัวเป็นของแข็งและของเหลวที่ไม่มีที่สิ้นสุดด้วยจะถูกเลือกให้เป็นโลหะเติมประสานเมื่ออุณหภูมิบริการสูงขึ้น สามารถเลือกโลหะเติมที่มี HF ได้

W. ดูตารางที่ 13 สำหรับการประสานโลหะเติมสำหรับ Mo, Ta และ Nb ที่อุณหภูมิสูง

ตารางที่ 13 ประสานโลหะฟิลเลอร์สำหรับการบัดกรีแข็งที่อุณหภูมิสูงของโลหะทนไฟ

2. เทคโนโลยีประสาน

ก่อนทำการประสาน จะต้องกำจัดออกไซด์บนพื้นผิวของโลหะทนไฟอย่างระมัดระวังสามารถใช้การเจียรทางกล การพ่นทราย การทำความสะอาดด้วยคลื่นเสียงหรือการทำความสะอาดด้วยสารเคมีการประสานจะต้องดำเนินการทันทีหลังจากกระบวนการทำความสะอาด

เนื่องจากความเปราะบางโดยธรรมชาติของ W ชิ้นส่วน w จะต้องได้รับการจัดการอย่างระมัดระวังในการประกอบชิ้นส่วนเพื่อหลีกเลี่ยงการแตกหักเพื่อป้องกันการก่อตัวของทังสเตนคาร์ไบด์ที่เปราะ ควรหลีกเลี่ยงการสัมผัสโดยตรงระหว่าง W และกราไฟท์การอัดแรงที่เกิดจากกระบวนการก่อนการเชื่อมหรือการเชื่อมจะต้องถูกกำจัดออกก่อนการเชื่อมW ออกซิไดซ์ได้ง่ายมากเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นระดับสุญญากาศจะต้องสูงเพียงพอในระหว่างการประสานเมื่อทำการประสานภายในช่วงอุณหภูมิ 1,000 ~ 1400 ℃ ระดับสุญญากาศต้องไม่น้อยกว่า 8 × 10-3Pa。 เพื่อปรับปรุงอุณหภูมิการหลอมเหลวและอุณหภูมิการบริการของข้อต่อ กระบวนการประสานสามารถรวมกับ การรักษาการแพร่กระจายหลังการเชื่อมตัวอย่างเช่น ใช้บัดกรี b-ni68cr20si10fel เพื่อประสาน W ที่ 1180 ℃หลังการเชื่อม 3 ครั้งที่อุณหภูมิ 1,070 ℃/4 ชม., 1200 ℃ /3.5 ชม. และ 1300 ℃ /2 ชม. หลังการเชื่อม อุณหภูมิการให้บริการของข้อต่อประสานสามารถสูงถึง 2200 ℃

ควรคำนึงถึงค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเล็กน้อยเมื่อประกอบข้อต่อประสานของ Mo และช่องว่างร่วมควรอยู่ในช่วง 0.05 ~ 0.13 มม.หากใช้ฟิกซ์เจอร์ ให้เลือกวัสดุที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนเพียงเล็กน้อยMo การตกผลึกใหม่เกิดขึ้นเมื่อการประสานด้วยเปลวไฟ เตาเผาบรรยากาศควบคุม เตาสุญญากาศ เตาเหนี่ยวนำ และการให้ความร้อนด้วยความต้านทานเกินอุณหภูมิการตกผลึกใหม่ หรืออุณหภูมิการตกผลึกซ้ำลดลงอันเนื่องมาจากการแพร่กระจายขององค์ประกอบบัดกรีดังนั้นเมื่ออุณหภูมิในการประสานใกล้กับอุณหภูมิการตกผลึก ยิ่งเวลาประสานสั้นลงเท่าใดก็ยิ่งดีเท่านั้นเมื่อประสานเหนืออุณหภูมิการตกผลึกใหม่ของ Mo จะต้องควบคุมเวลาในการประสานและอัตราการทำความเย็นเพื่อหลีกเลี่ยงการแตกร้าวที่เกิดจากการเย็นตัวเร็วเกินไปเมื่อใช้การประสานด้วยเปลวไฟด้วยอ็อกซีอะเซทิลีน เหมาะอย่างยิ่งที่จะใช้ฟลักซ์ผสม กล่าวคือ ฟลักซ์การประสานโลหะบอเรตทางอุตสาหกรรมหรือซิลเวอร์ บวกกับฟลักซ์ที่อุณหภูมิสูงที่มีแคลเซียมฟลูออไรด์ ซึ่งสามารถได้รับการปกป้องที่ดีวิธีการคือขั้นแรกเคลือบชั้นของฟลักซ์ประสานเงินบนพื้นผิวของ Mo แล้วเคลือบฟลักซ์ที่อุณหภูมิสูงฟลักซ์ประสานเงินมีกิจกรรมในช่วงอุณหภูมิที่ต่ำกว่า และอุณหภูมิที่ใช้งานของฟลักซ์ที่อุณหภูมิสูงสามารถเข้าถึง 1427 ℃

ควรใช้ส่วนประกอบ TA หรือ Nb ประสานภายใต้สุญญากาศ และระดับสุญญากาศไม่น้อยกว่า 1.33 × 10-2Paหากทำการประสานภายใต้การป้องกันของก๊าซเฉื่อย จะต้องกำจัดสิ่งเจือปนในก๊าซ เช่น คาร์บอนมอนอกไซด์ แอมโมเนีย ไนโตรเจน และคาร์บอนไดออกไซด์ออกอย่างเคร่งครัดเมื่อทำการประสานหรือประสานแรงต้านในอากาศ ต้องใช้โลหะเติมสำหรับการประสานแบบพิเศษและฟลักซ์ที่เหมาะสมเพื่อป้องกันไม่ให้ TA หรือ Nb สัมผัสกับออกซิเจนที่อุณหภูมิสูง สามารถเคลือบชั้นของทองแดงหรือนิกเกิลที่เป็นโลหะลงบนพื้นผิว และสามารถดำเนินการบำบัดด้วยการหลอมแบบกระจายที่สอดคล้องกันได้