Keramikas un metālu lodēšana

1. Lodējamība

Ir grūti lodēt keramikas un keramikas, keramikas un metāla detaļas.Lielākā daļa lodmetāla veido lodīšu uz keramikas virsmas, ar nelielu mitrināšanu vai bez tās.Lodēšanas pildviela, kas var mitrināt keramiku, lodēšanas laikā savienojuma saskarnē viegli veido dažādus trauslus savienojumus (piemēram, karbīdus, silicīdus un trīskāršus vai daudzfaktoru savienojumus).Šo savienojumu esamība ietekmē locītavas mehāniskās īpašības.Turklāt keramikas, metāla un lodmetāla termiskās izplešanās koeficientu lielās atšķirības dēļ pēc lodēšanas temperatūras atdzesēšanas līdz istabas temperatūrai savienojumā būs atlikušais spriegums, kas var izraisīt savienojuma plaisāšanu.

Lodmetāla slapjamību uz keramikas virsmas var uzlabot, parastajam lodlam pievienojot aktīvos metāla elementus;Zema temperatūra un īslaicīga cietlodēšana var samazināt saskarnes reakcijas ietekmi;Šuves termisko spriegumu var samazināt, izstrādājot piemērotu savienojuma formu un kā starpslāni izmantojot viena vai vairāku slāņu metālu.

2. Lodēt

Keramika un metāls parasti tiek savienoti vakuuma krāsnī vai ūdeņraža un argona krāsnī.Papildus vispārīgajiem raksturlielumiem vakuuma elektronisko ierīču lodēšanas pildvielu metāliem ir jāattiecas arī uz dažām īpašām prasībām.Piemēram, lodēt nedrīkst saturēt elementus, kas rada augstu tvaika spiedienu, lai neizraisītu dielektriķu noplūdi un ierīču saindēšanos ar katodu.Parasti ir norādīts, ka, ierīcei darbojoties, lodmetāla tvaika spiediens nedrīkst pārsniegt 10-3pa, un tajā esošie augsta tvaika spiediena piemaisījumi nedrīkst pārsniegt 0,002% ~ 0,005%;Lodmetāla w (o) nedrīkst pārsniegt 0,001%, lai izvairītos no ūdens tvaiku, kas rodas lodēšanas laikā ūdeņražā, kas var izraisīt izkausēta lodmetāla izšļakstīšanos;Turklāt lodēšanai jābūt tīrai un bez virsmas oksīdiem.

Lodējot pēc keramikas metalizācijas, var izmantot vara, bāzes, sudraba vara, zelta vara un citu sakausējumu cietlodēšanas pildvielu metālus.

Keramikas un metālu tiešai lodēšanai jāizvēlas cietlodēšanas pildmetāli, kas satur aktīvos elementus Ti un Zr.Bināro pildvielu metāli galvenokārt ir Ti Cu un Ti Ni, kurus var izmantot 1100 ℃ temperatūrā.Trīskāršo lodmetālu vidū visbiežāk izmantotais lodmetāls ir Ag Cu Ti (W) (TI), ko var izmantot dažādu keramikas un metālu tiešai lodēšanai.Trīskāršo pildvielu var izmantot folijai, pulverim vai Ag Cu eitektiskajam pildījumam ar Ti pulveri.B-ti49be2 cietlodēšanas pildvielai ir līdzīga izturība pret koroziju kā nerūsējošajam tēraudam un zems tvaika spiediens.To vislabāk var izvēlēties vakuuma blīvējuma savienojumos ar oksidācijas un noplūdes pretestību.Ti-v-cr lodmetālā kušanas temperatūra ir viszemākā (1620 ℃), kad w (V) ir 30%, un Cr pievienošana var efektīvi samazināt kušanas temperatūras diapazonu.Lodmetāls B-ti47.5ta5 bez Cr ir izmantots alumīnija oksīda un magnija oksīda tiešai lodēšanai, un tā savienojums var darboties 1000 ℃ apkārtējās vides temperatūrā.14. tabulā parādīta aktīvā plūsma tiešam savienojumam starp keramiku un metālu.

14. tabula aktīvās cietlodēšanas pildvielas metāli keramikas un metāla cietlodēšanai

2. Lodēšanas tehnoloģija

Iepriekš metalizēto keramiku var lodēt augstas tīrības pakāpes inertās gāzes, ūdeņraža vai vakuuma vidē.Vakuuma cietlodēšanu parasti izmanto tiešai keramikas cietlodēšanai bez metalizācijas.

(1) Universālais cietlodēšanas process Keramikas un metāla universālo cietlodēšanas procesu var iedalīt septiņos procesos: virsmas tīrīšana, pastas pārklāšana, keramikas virsmas metalizācija, niķeļa pārklāšana, lodēšana un pēcmetināšanas pārbaude.

Virsmas tīrīšanas mērķis ir noņemt eļļas traipus, sviedru traipus un oksīda plēvi uz parastā metāla virsmas.Vispirms attauko metāla daļas un lodmetālu, pēc tam oksīda plēvi noņem ar skābes vai sārmu mazgāšanu, mazgā ar tekošu ūdeni un žāvē.Detaļas ar augstām prasībām termiski apstrādā vakuuma krāsnī vai ūdeņraža krāsnī (var izmantot arī jonu bombardēšanas metodi) atbilstošā temperatūrā un laikā, lai attīrītu detaļu virsmu.Notīrītās daļas nedrīkst saskarties ar taukainiem priekšmetiem vai kailām rokām.Tie nekavējoties jāievieto nākamajā procesā vai žāvētājā.Tie nedrīkst būt ilgstoši pakļauti gaisa iedarbībai.Keramikas daļas jātīra ar acetonu un ultraskaņu, jāmazgā ar tekošu ūdeni un visbeidzot jāvāra divas reizes ar dejonizētu ūdeni 15 minūtes katru reizi.

Pastas pārklāšana ir svarīgs keramikas metalizācijas process.Pārklāšanas laikā tas tiek uzklāts uz metalizējamās keramikas virsmas ar otu vai pastas pārklājuma mašīnu.Pārklājuma biezums parasti ir 30–60 mm.Pasta parasti tiek pagatavota no tīra metāla pulvera (dažreiz tiek pievienots atbilstošs metāla oksīds) ar daļiņu izmēru aptuveni 1 ~ 5 um un organisko līmi.

Ielīmētās keramikas detaļas tiek nosūtītas uz ūdeņraža krāsni un saķepinātas ar mitru ūdeņradi vai krekinga amonjaku 1300 ~ 1500 ℃ temperatūrā 30 ~ 60 minūtes.Ar hidrīdiem pārklātām keramikas daļām tās jāuzsilda līdz aptuveni 900 ℃, lai sadalītos hidrīdi, un reaģē ar tīru metālu vai titānu (vai cirkoniju), kas paliek uz keramikas virsmas, lai iegūtu metāla pārklājumu uz keramikas virsmas.

Mo Mn metalizētajam slānim, lai to samitrinātu ar lodmetālu, niķeļa slānim 1,4–5 um jābūt galvanizētam vai pārklātam ar niķeļa pulvera slāni.Ja cietlodēšanas temperatūra ir zemāka par 1000 ℃, niķeļa slānis ir iepriekš jāsaķepina ūdeņraža krāsnī.Saķepināšanas temperatūra un laiks ir 1000 ℃ /15 ~ 20 min.

Apstrādātā keramika ir metāla detaļas, kuras ar nerūsējošā tērauda vai grafīta un keramikas veidnēm saliek veselumā.Savienojumos ir jāuzstāda lodēšana, un sagatavei jābūt tīrai visas darbības laikā, un to nedrīkst aizskart ar kailām rokām.

Lodēšana jāveic argona, ūdeņraža vai vakuuma krāsnī.Lodēšanas temperatūra ir atkarīga no cietlodēšanas pildvielas metāla.Lai novērstu keramikas detaļu plaisāšanu, dzesēšanas ātrums nedrīkst būt pārāk ātrs.Turklāt lodēšana var radīt arī noteiktu spiedienu (apmēram 0,49 ~ 0,98 mpa).

Lodētajiem šuvēm papildus virsmas kvalitātes pārbaudei jāveic arī termiskā šoka un mehānisko īpašību pārbaude.Vakuuma ierīču blīvējuma daļām arī jāveic noplūdes pārbaude saskaņā ar attiecīgajiem noteikumiem.

(2) Tiešā lodēšana, kad tiešā lodēšana notiek (aktīvā metāla metode), vispirms notīriet keramikas un metāla šuvju virsmu un pēc tam salieciet tās.Lai izvairītos no plaisām, ko rada komponentu materiālu dažādi termiskās izplešanās koeficienti, starp metinājumiem var pagriezt buferkārtu (vienu vai vairākus metāla lokšņu slāņus).Cietlodēšanas uzpildes metālu saspiež starp diviem metinājumiem vai novieto vietā, kur sprauga pēc iespējas ir piepildīta ar cietlodēšanas pildvielu, un pēc tam cietlodēšanu veic kā parasto vakuumlodēšanu.

Ja tiešai cietlodēšanai izmanto Ag Cu Ti lodmetālu, jāizmanto vakuumlodēšanas metode.Kad vakuuma grāds krāsnī sasniedz 2,7 × Sāciet sildīšanu pie 10-3pa, un šajā laikā temperatūra var strauji paaugstināties;Kad temperatūra ir tuvu lodmetāla kušanas temperatūrai, temperatūra jāpaaugstina lēnām, lai visu metinājuma daļu temperatūra būtu vienāda;Kad lodmetāls ir izkusis, temperatūra ir strauji jāpaaugstina līdz cietlodēšanas temperatūrai, un turēšanas laiks ir 3–5 minūtes;Dzesēšanas laikā to lēnām atdzesē līdz 700 ℃, un to var atdzesēt dabiski ar krāsni pēc 700 ℃.

Kad Ti Cu aktīvā lodēšana tiek tieši lodēta, lodmetāla forma var būt Cu folija un Ti pulveris vai Cu daļas plus Ti folija, vai arī keramikas virsmu var pārklāt ar Ti pulveri un Cu foliju.Pirms lodēšanas visas metāla daļas ir jāgadē ar vakuumu.Bezskābekļa vara degazēšanas temperatūrai jābūt 750 ~ 800 ℃, un Ti, Nb, Ta utt. ir jādegaz 900 ℃ 15 minūtes.Šajā laikā vakuuma pakāpe nedrīkst būt mazāka par 6,7 × 10-3 Pa. Lodēšanas laikā montējiet armatūrā metināmās sastāvdaļas, uzkarsējiet tās vakuuma krāsnī līdz 900 ~ 1120 ℃, un turēšanas laiks ir 2 ~ 5 min.Visa lodēšanas procesa laikā vakuuma pakāpe nedrīkst būt mazāka par 6,7 × 10-3 Pa.

Ti Ni metodes cietlodēšanas process ir līdzīgs Ti Cu metodes cietlodēšanai, un cietlodēšanas temperatūra ir 900 ± 10 ℃.

(3) Oksīda lodēšanas metode oksīda cietlodēšanas metode ir metode droša savienojuma izveidošanai, izmantojot stikla fāzi, kas veidojas, kausējot oksīda lodmetālu, lai iefiltrētos keramikā un samitrinātu metāla virsmu.Tas var savienot keramiku ar keramiku un keramiku ar metāliem.Oksīda cietlodēšanas pildvielas metāli galvenokārt sastāv no Al2O3, Cao, Bao un MgO.Pievienojot B2O3, Y2O3 un ta2o3, var iegūt lodēšanas pildmetālus ar dažādiem kušanas punktiem un lineāro izplešanās koeficientu.Turklāt fluorīdu cietlodēšanas pildvielas metālus ar CaF2 un NaF kā galvenajām sastāvdaļām var izmantot arī keramikas un metālu savienošanai, lai iegūtu savienojumus ar augstu stiprību un augstu karstumizturību.