Supersakausējumu lodēšana
(1) Lodēšanas īpašības supersakausējumus var iedalīt trīs kategorijās: niķeļa bāzes, dzelzs bāzes un kobalta bāzes.Tiem piemīt labas mehāniskās īpašības, izturība pret oksidēšanu un izturība pret koroziju augstās temperatūrās.Niķeļa bāzes sakausējums ir visplašāk izmantotais praktiskajā ražošanā.
Supersakausējums satur vairāk Cr, un karsēšanas laikā uz virsmas veidojas grūti noņemama Cr2O3 oksīda plēve.Niķeļa bāzes supersakausējumi satur Al un Ti, kas karsējot viegli oksidējas.Tāpēc galvenā problēma lodēšanas laikā ir novērst vai samazināt supersakausējumu oksidēšanos karsēšanas laikā un noņemt oksīda plēvi.Tā kā boraks vai borskābe plūsmā var izraisīt parastā metāla koroziju cietlodēšanas temperatūrā, pēc reakcijas izgulsnētais bors var iekļūt parastajā metālā, izraisot starpgranulāru infiltrāciju.Lieto niķeļa bāzes sakausējumiem ar augstu Al un Ti saturu vakuuma pakāpe karstā stāvoklī lodēšanas laikā nedrīkst būt mazāka par 10-2 ~ 10-3pa, lai karsēšanas laikā izvairītos no sakausējuma virsmas oksidēšanās.
Šķīdumu stiprinātiem un ar nokrišņiem stiprinātiem niķeļa bāzes sakausējumiem lodēšanas temperatūrai jāatbilst šķīduma apstrādes sildīšanas temperatūrai, lai nodrošinātu sakausējuma elementu pilnīgu izšķīšanu.Lodēšanas temperatūra ir pārāk zema, un sakausējuma elementus nevar pilnībā izšķīdināt;Ja cietlodēšanas temperatūra ir pārāk augsta, parastā metāla graudi izaugs, un materiāla īpašības netiks atjaunotas pat pēc termiskās apstrādes.Lieto bāzes sakausējumu cietā šķīduma temperatūra ir augsta, kas parasti neietekmēs materiāla īpašības pārāk augstas cietlodēšanas temperatūras dēļ.
Dažiem niķeļa bāzes supersakausējumiem, īpaši ar nokrišņiem stiprinātiem sakausējumiem, ir tendence uz spriegumu plaisāšanu.Pirms lodēšanas procesa laikā radušos spriegumu pilnībā jānoņem, un termiskais spriegums lodēšanas laikā jāsamazina līdz minimumam.
(2) Lodēšanas materiāla niķeļa bāzes sakausējumu var lodēt ar sudraba pamatni, tīru varu, niķeļa bāzi un aktīvo lodmetālu.Ja savienojuma darba temperatūra nav augsta, var izmantot materiālus uz sudraba bāzes.Ir daudz veidu sudraba bāzes lodmetāli.Lai samazinātu iekšējo spriegumu cietlodēšanas karsēšanas laikā, vislabāk ir izvēlēties lodmetālu ar zemu kušanas temperatūru.Fb101 plūsmu var izmantot cietlodēšanai ar sudraba bāzes pildvielu.Fb102 kušņu izmanto cietlodēšanai ar nokrišņiem stiprinātu supersakausējumu ar visaugstāko alumīnija saturu un pievieno 10% ~ 20% nātrija silikāta vai alumīnija kušņu (piemēram, fb201).Ja cietlodēšanas temperatūra pārsniedz 900 ℃, jāizvēlas fb105 plūsma.
Lodējot vakuumā vai aizsargatmosfērā, tīru varu var izmantot kā cietlodēšanas pildvielu.Lodēšanas temperatūra ir 1100 ~ 1150 ℃, un savienojums neradīs spriegumu plaisāšanu, bet darba temperatūra nedrīkst pārsniegt 400 ℃.
Niķeļa bāzes cietlodēšanas pildviela ir visbiežāk izmantotais cietlodēšanas pildviela Supersakausos, jo tam ir laba veiktspēja augstā temperatūrā un cietlodēšanas laikā nav spriedzes plaisāšanas.Galvenie sakausējuma elementi niķeļa bāzes lodmetālā ir Cr, Si, B, un neliels daudzums lodmetāla satur arī Fe, W utt. Salīdzinot ar ni-cr-si-b, b-ni68crwb cietlodēšanas pildviela var samazināt starpgranulāro infiltrāciju. no B parastajā metālā un palielināt kušanas temperatūras intervālu.Tas ir cietlodēšanas pildviela augstas temperatūras darba daļu un turbīnu lāpstiņu lodēšanai.Tomēr W saturoša lodmetāla plūstamība kļūst sliktāka, un savienojuma spraugu ir grūti kontrolēt.
Aktīvās difūzijas cietlodēšanas pildviela nesatur Si elementu, un tai ir lieliska oksidācijas un vulkanizācijas izturība.Lodēšanas temperatūru var izvēlēties no 1150 ℃ līdz 1218 ℃ atkarībā no lodēšanas veida.Pēc lodēšanas lodētu savienojumu ar tādām pašām īpašībām kā parastajam metālam var iegūt pēc 1066 ℃ difūzijas apstrādes.
(3) Cietlodēšanas procesā niķeļa bāzes sakausējums var izmantot cietlodēšanu aizsargatmosfēras krāsnī, vakuumlodēšanu un īslaicīgu šķidrās fāzes savienojumu.Pirms lodēšanas virsma ir jāattauko un jānoņem oksīds, pulējot ar smilšpapīru, pulējot filca disku, berējot ar acetonu un ķīmiski tīrot.Izvēloties lodēšanas procesa parametrus, jāņem vērā, ka sildīšanas temperatūra nedrīkst būt pārāk augsta un cietlodēšanas laikam jābūt īsam, lai izvairītos no spēcīgas ķīmiskas reakcijas starp plūsmu un parasto metālu.Lai novērstu parastā metāla plaisāšanu, auksti apstrādātās daļas pirms metināšanas ir jāatbrīvo no spriedzes, un metināšanas karsēšanai jābūt pēc iespējas vienmērīgākai.Ar nokrišņiem stiprinātiem supersakausējumiem daļas vispirms apstrādā cietā šķīdumā, pēc tam lodē temperatūrā, kas ir nedaudz augstāka par novecošanas stiprināšanas apstrādi, un visbeidzot apstrādā ar novecošanu.
1) Lodēšana aizsargatmosfēras krāsnī Lodēšanai aizsargatmosfēras krāsnī ir nepieciešama augsta aizsarggāzes tīrība.Supersakausējumiem, kuru w (AL) un w (TI) ir mazāks par 0,5%, rasas punktam jābūt zemākam par -54 ℃, ja izmanto ūdeņradi vai argonu.Palielinoties Al un Ti saturam, sakausējuma virsma karsējot joprojām oksidējas.Jāveic šādi pasākumi;Pievienojiet nelielu daudzumu plūsmas (piemēram, fb105) un noņemiet oksīda plēvi ar plūsmu;Uz detaļu virsmas ir pārklāts 0,025 ~ 0,038 mm biezs pārklājums;Iepriekš izsmidziniet lodmetālu uz lodējamā materiāla virsmas;Pievienojiet nelielu daudzumu gāzes plūsmas, piemēram, bora trifluorīda.
2) Vakuuma cietlodēšana Vakuuma cietlodēšana tiek plaši izmantota, lai iegūtu labāku aizsardzības efektu un cietlodēšanas kvalitāti.Tipisku niķeļa bāzes supersakausējuma savienojumu mehāniskās īpašības skatiet 15. tabulā.Supersakausējumiem, kuru w (AL) un w (TI) ir mazāks par 4%, ir labāk galvanizēt uz virsmas 0,01 ~ 0,015 mm niķeļa slāni, lai gan lodmetāla mitrināšanu var nodrošināt bez īpašas pirmapstrādes.Ja w (AL) un w (TI) pārsniedz 4%, niķeļa pārklājuma biezumam jābūt 0,020,03 mm.Pārāk plānam pārklājumam nav aizsargājoša efekta, un pārāk biezs pārklājums samazina savienojuma izturību.Metināmās detaļas var ievietot arī vakuumlodēšanas kastē.Kaste jāaizpilda ar geteru.Piemēram, Zr augstā temperatūrā absorbē gāzi, kas kastē var veidot lokālu vakuumu, tādējādi novēršot sakausējuma virsmas oksidēšanos.
15. tabula. Tipisku niķeļa bāzes supersakausējumu vakuumlodēto savienojumu mehāniskās īpašības
Superalloy lodētā savienojuma mikrostruktūra un izturība mainās līdz ar lodēšanas spraugu, un difūzijas apstrāde pēc lodēšanas vēl vairāk palielinās savienojuma spraugas maksimālo pieļaujamo vērtību.Ņemot Inconel sakausējumu kā piemēru, maksimālā sprauga Inconel savienojumam, kas lodēts ar b-ni82crsib, var sasniegt 90 um pēc difūzijas apstrādes 1000 ℃ 1H;Tomēr savienojumiem, kas lodēti ar b-ni71crsib, maksimālā atstarpe ir aptuveni 50 um pēc difūzijas apstrādes 1000 ℃ temperatūrā 1 H.
3) Pārejošas šķidrās fāzes savienojuma pārejas šķidrās fāzes savienojums izmanto starpslāņa sakausējumu (apmēram 2,5–100 um biezs), kura kušanas temperatūra ir zemāka nekā parastajam metālam kā pildvielai.Zem neliela spiediena (0 ~ 0,007 mpa) un atbilstošas temperatūras (1100 ~ 1250 ℃) starpslāņa materiāls vispirms izkūst un samitrina parasto metālu.Pateicoties ātrai elementu difūzijai, savienojuma vietā notiek izotermiska sacietēšana, veidojot savienojumu.Šī metode ievērojami samazina parastā metāla virsmas atbilstības prasības un samazina metināšanas spiedienu.Pārejas šķidrās fāzes savienojuma galvenie parametri ir spiediens, temperatūra, turēšanas laiks un starpslāņa sastāvs.Izmantojiet mazāku spiedienu, lai metinājuma savienojuma virsma būtu labā kontaktā.Sildīšanas temperatūrai un laikam ir liela ietekme uz savienojuma veiktspēju.Ja savienojumam ir jābūt tikpat stipram kā parastajam metālam un tas neietekmē parastā metāla veiktspēju, savienojuma procesa parametri augstā temperatūrā (piemēram, ≥ 1150 ℃) un ilgu laiku (piemēram, 8 ~ 24 h) pieņemts;Ja salaiduma savienojuma kvalitāte pasliktinās vai parastais metāls neiztur augstu temperatūru, jāizmanto zemāka temperatūra (1100 ~ 1150 ℃) un īsāks laiks (1 ~ 8h).Starpslānim par pamatsastāvu jāņem savienotais parastā metāla sastāvs un jāpievieno dažādi dzesēšanas elementi, piemēram, B, Si, Mn, Nb utt. Piemēram, Udimet sakausējuma sastāvs ir ni-15cr-18.5co-4.3 al-3.3ti-5mo, un pārejas šķidrās fāzes savienojuma starpslāņa sastāvs ir b-ni62.5cr15co15mo5b2.5.Visi šie elementi var samazināt Ni Cr vai Ni Cr Co sakausējumu kušanas temperatūru līdz zemākajai, bet B ietekme ir visredzamākā.Turklāt augstais B difūzijas ātrums var ātri homogenizēt starpslāņa sakausējumu un parasto metālu.
Publicēšanas laiks: 13. jūnijs 2022