Метод за нискотемпературно структурно спояване на прецизни продукти от никелови сплави

Изобретението може да се използва в електрическата промишленост и производството на прибори при производството на прецизни изделия. Паяната повърхност се обработва предварително при температура 85-95 o C за 5-10 s в смес от следния състав: оцетна киселина 700 ml, азотна киселина 300 ml, солна киселина 5-7 ml. След това калайдисването и спояването се извършват с нагряване при 100-120 o C. Изобретението подобрява качеството на спойката, като подобрява омокряемостта на плоски повърхности със сложен профил, като същевременно запазва точните размери на продукта.

Изобретението се отнася до областта на металургията и може да се използва в електрическата промишленост и в приборостроенето.

Известният метод за спояване на стомани в газова среда [1], възприет като аналог.

Съгласно известния метод, за да се получи висококачествено споено съединение при спояване на стоманени части и подобряване на омокряемостта на повърхността на стоманените части, отстраняването на оксиди и карбиди се извършва чрез промяна на концентрацията на въглерод в повърхностния слой . За тази цел, по време на цикъла на спояване, съставът на газовата среда беше последователно променен: когато се нагрява до температурата на охлаждане, карбуриращата среда, когато се споява, обезвъгрява и когато се охлажда, карбуризира.

Основният недостатък на аналога е, че отстраняването на филми, които влияят върху омокряемостта на повърхностите на стоманените части, се извършва при високи температури. За прецизни продукти с крайни размери, високотемпературното нагряване води до деформации и неприемливи промени в размерите на конструкцията.

Известният метод за нискотемпературно запояване (калай-оловни спойки) запояване желязо устойчиви на корозия стомани [2], приет като прототип.

Съгласно прототипа, споената повърхност се подлага на предварителна химическа обработка в разтвор на солна киселина и (или) активен поток (състав на потока: разтвор на цинков хлорид с добавка на неорганични киселини или техни соли), калайдисана с поялник, измит и след това запоен с колофонно-алкохолни потоци.

Основният недостатък на прототипа е ниското качество на запоеното съединение, получено чрез запояване на прецизни продукти от никелови сплави и по-специално продукти със сложен дизайн, характеризиращи се с наличие на отвори с различен диаметър на входа и изхода на отвора (за запояване на запечатани проводници от метално стъкло). Това се дължи на факта, че оксидният филм, образуван на повърхността на продукта в резултат на предишни технологични операции, по-специално в резултат на топлинна обработка за магнитни свойства, не се отстранява напълно по време на обработката в разтвор на солна киселина и (или) активен поток и по време на калайдисване и запояване с припой не навлажнява повърхностите на отворите и не се разпространява върху споената повърхност.

Основната цел на настоящото изобретение е да подобри качеството на споената фуга по време на нискотемпературно структурно спояване на прецизни продукти, изработени от никелови сплави.

Техническият резултат от предложеното изобретение е да се подобри омокряемостта на плоски повърхности и повърхности със сложен профил, като същевременно се запазят точните размери на продукта.

Този резултат се постига от факта, че при метода на нискотемпературно структурно спояване на прецизни продукти от никелови сплави, включително обработка в химически разтвор, калайдисване и спояване, споятата повърхност се обработва в кисела смес от следния състав: оцетна киселина

700 ml, азотна киселина

300 ml, солна киселина

57 ml при температура t = 8595 o С през

510 секунди, а калайдисването и запояването се извършват с нагряване при температура T = 100120 o С.

Методът се провежда, както следва.

За да се отстранят оксидните филми (вероятно съставът на NiO, MoO2), образувани след термична обработка за магнитни свойства, изделие от никелова сплав с крайни размери (наричано по-нататък тяло) е обезмаслено със смес алкохол и бензин и сложен на

510 секунди във вана с киселинна смес, предварително загрята до температура t = 8595 o С. Състав на киселинна смес: оцетна киселина

700 ml, азотна киселина

300 ml, солна киселина

57 мл. В процеса на задържане оксидните филми на повърхността на тялото се разтварят. Съставът и съотношението на киселините в сместа, температурата на нагряване на банята с киселинната смес и времето на задържане в нея са избрани по такъв начин, че при отстраняване на оксидни филми точните размери и светлосив цвят на тялото да са поддържани в рамките на толерантност. Експериментално е установено, че с избрания състав на киселинната смес повишаването на температурата на сместа и увеличаването на продължителността на химическата обработка води до ецване на повърхността с неприемлива промяна в цвета на повърхността и размерите на тялото. Напротив, с понижаване на температурата на киселинната смес и намаляване на продължителността на химическата обработка, оксидният филм в отворите не беше напълно отстранен и по време на калайдисване и спояване спойката не намокри повърхността, събирайки на топки. На свой ред промяната в състава на киселинната смес променя активността на процеса: подобрява или отслабва ецването на телесната повърхност.

В резултат на експерименти за химическа обработка на проби, имитиращи дизайна на корпус с отвори със сложен профил, беше избран съставът на киселинната смес, балансиран с температурата на нагряване на сместа и продължителността на обработката и позволяващ премахнете оксидните филми, образувани по време на топлинната обработка на корпуса за магнитни свойства. В този случай оксидните филми се отстраняват както от плоската външна повърхност на тялото, така и от вътрешните цилиндрични повърхности на отворите, включително радиусите на преход от един диаметър към друг. Важен фактор тук е, че размерите на корпуса се поддържат в рамките на допустимите отклонения, както и производителността на процеса на химическа обработка. Установено е, че след химическа обработка омокряемостта се подобрява значително, в резултат на което се наблюдава повишено разпръскване на спойката както върху равна повърхност, така и върху повърхност със сложен профил вътре в отворите. В този случай в процеса на калайдисване, поради градиента на силите на повърхностно напрежение, причинени от действието на температурния градиент, имаше интензивно движение на течната спойка с образуване на излишък под формата на увисване на повърхността при точката на контакт с поялника. Увисването се увеличава по време на запояване поради термокапилярния ефект в процепа (размерът на който е 0,080,2 mm) между повърхността на тялото и запечатаното олово. В същото време от страната, противоположна на нагряване, имаше неразмножаващи се фистули и пори.

Следователно калайдисването и запояването се извършва от нагревателите на корпуса. За това тялото беше монтирано на устройство за сглобяване, нагряването беше включено и с помощта на FCA поток се извършва калайдисване и запояване с припой POS-61 с помощта на поялник. Нагряването на тялото по време на калайдисване и запояване позволи да се намали градиентът на температурата и да се намали ефектът от силите на повърхностно напрежение върху процеса на преместване на течната спойка по време на процеса на калайдисване и запояване. Експериментално беше установено, че оптималният температурен диапазон е T = 100-120 o C. В този температурен диапазон за припоя POS-61 и профила на отвори с обща дълбочина до

3 mm и температура на върха на поялника от 280 o C, не се наблюдава провисване на външната повърхност на корпуса и няма фистули и пори от долната (по отношение на поялника) страна на корпуса. В процепа между повърхността на отвора и повърхността на уплътнението се образува филе, което е характерно за висококачественото запояване. Сервиране и запояване без нагряване или нагряване по-малко

100 o C доведе до факта, че дупките отстрани на долната (по отношение на поялника) равнина на корпуса не бяха напълно калайдисани и по време на запояване спойката се издигна нагоре, което доведе до образуването на -пои, фистули и пори. От друга страна, повишаване на температурата на нагряване по-горе

120 o C доведе до факта, че спойката се разпространява прекомерно по външната повърхност на корпуса, което затруднява сглобяването на корпуса и влошава външния вид при отстраняване на излишната спойка от повърхността.

Пример за метода.

Уплътнените проводници от метално стъкло бяха запоени в отворите на корпуса, изработени от сплав 79 NM (80 NM). Дупките имаха сложен профил поради разликата в диаметрите на входа и изхода на дупката. Входящото тяло и запечатаните проводници бяха обезмаслени с алкохолно-бензинов разтвор. След това тялото беше поставено във вана, предварително загрята до t = 8595 o С киселинна смес от състава: оцетна киселина

700 ml, азотна киселина

300 ml, солна киселина

57 мл. Издържано

510 секунди и извадени от ваната. Измива се в дестилирана вода, изсушава се. Изсушеното тяло е монтирано в устройство за калайдисване и запояване. Включено нагряване и нагряване до T = 100120 o C. Заядените повърхности бяха флуирани с FCA поток. С помощта на поялник повърхността на отворите в корпуса беше калайдисана с припой POS-61. След това в отворите беше монтиран запечатан олово и, загрявайки се с поялник, се запояваше с припой POS-61.

Визуалният контрол под микроскоп (MBS-9, с увеличение 16) на качеството на услугата, както и проверка на запоените съединения за херметичност (хелиев детектор за течове PTI-10) свидетелстват за висококачествено, запечатано запояване. Точните размери бяха проверени, че са в рамките на допустимите отклонения.

По този начин, предложеният метод дава възможност да се получи висококачествена спойка за прецизни продукти, изработени от никелови сплави, чрез подобряване на омокряемостта на споятите повърхности. В същото време се запазват точните размери на частите, които трябва да се спояват. Освен това опитът показва, че по време на съхранение в продължение на 6 дни няма влошаване на омокряемостта на подготвените повърхности и продуктите могат да се използват за запояване без допълнителна обработка.

Източници на информация 1. Сертификат за авторски права 1489929, B 23 K 1/00, BI 24, 1989.

2. Ръководство за запояване./Под. Изд. I.E. Петрунин. М.: Машиностроене, 1984, 400 стр., Стр. 236-237.

Методът за нискотемпературно структурно спояване на прецизни продукти от никелови сплави, характеризиращ се с това, че спояната повърхност е предварително обработена в кисела смес от следния състав, ml: Оцетна киселина - 700 Азотна киселина - 300 Солна киселина - 5-7 при температура от 85-95 o С за 5 -10 s, след което се извършва калайдисване и запояване с нагряване при 100-120 o С.