சூப்பர் அலாய்களின் பிரேசிங்

சூப்பர் அலாய்களின் பிரேசிங்

(1) பிரேசிங் பண்புகள் சூப்பர் அலாய்களை நிக்கல் அடிப்படை, இரும்பு அடிப்படை மற்றும் கோபால்ட் அடிப்படை என மூன்று வகைகளாகப் பிரிக்கலாம். அவை நல்ல இயந்திர பண்புகள், ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்பு மற்றும் அதிக வெப்பநிலையில் அரிப்பு எதிர்ப்பு ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன. நிக்கல் அடிப்படை அலாய் நடைமுறை உற்பத்தியில் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

சூப்பர் அலாய் அதிக குரோமியத்தைக் (Cr) கொண்டிருப்பதால், வெப்பப்படுத்தும் போது அதன் மேற்பரப்பில் அகற்றுவதற்குக் கடினமான Cr2O3 ஆக்சைடு படலம் உருவாகிறது. நிக்கல் அடிப்படையிலான சூப்பர் அலாய்களில் அலுமினியம் (Al) மற்றும் டைட்டானியம் (Ti) உள்ளன, இவை வெப்பப்படுத்தும் போது எளிதில் ஆக்சிஜனேற்றம் அடைகின்றன. எனவே, வெப்பப்படுத்தும் போது சூப்பர் அலாய்களின் ஆக்சிஜனேற்றத்தைத் தடுப்பது அல்லது குறைப்பதும், ஆக்சைடு படலத்தை அகற்றுவதும் பிரேசிங்கின் போது உள்ள முதன்மையான பிரச்சனையாகும். ஃப்ளக்ஸில் உள்ள போராக்ஸ் அல்லது போரிக் அமிலம் பிரேசிங் வெப்பநிலையில் அடிப்படை உலோகத்தில் அரிப்பை ஏற்படுத்தக்கூடும் என்பதால், வினைக்குப் பிறகு வீழ்படிவாகும் போரான் அடிப்படை உலோகத்தினுள் ஊடுருவி, துகள்களுக்கு இடையேயான ஊடுருவலுக்கு வழிவகுக்கும். அதிக Al மற்றும் Ti உள்ளடக்கங்களைக் கொண்ட வார்ப்பு நிக்கல் அடிப்படையிலான அலாய்களுக்கு, வெப்பப்படுத்தும் போது அலாய் மேற்பரப்பில் ஆக்சிஜனேற்றத்தைத் தவிர்க்க, பிரேசிங்கின் போது சூடான நிலையில் உள்ள வெற்றிடத்தின் அளவு 10-2 ~ 10-3pa க்குக் குறைவாக இருக்கக்கூடாது.

கரைசல் வலுவூட்டப்பட்ட மற்றும் வீழ்படிவு வலுவூட்டப்பட்ட நிக்கல் அடிப்படை உலோகக் கலவைகளுக்கு, உலோகக் கலவைக் கூறுகள் முழுமையாகக் கரைவதை உறுதிசெய்ய, பற்றவைப்பு வெப்பநிலையானது கரைசல் பதப்படுத்தும் வெப்பநிலையுடன் ஒத்துப்போக வேண்டும். பற்றவைப்பு வெப்பநிலை மிகவும் குறைவாக இருந்தால், உலோகக் கலவைக் கூறுகளை முழுமையாகக் கரைக்க முடியாது; பற்றவைப்பு வெப்பநிலை மிகவும் அதிகமாக இருந்தால், அடிப்படை உலோகத் துகள்கள் வளர்ந்துவிடும், மேலும் வெப்பப் பதப்படுத்தலுக்குப் பிறகும் பொருளின் பண்புகள் மீட்டெடுக்கப்படாது. வார்ப்பு அடிப்படை உலோகக் கலவைகளின் திடக் கரைசல் வெப்பநிலை அதிகமாக இருப்பதால், பொதுவாக அதிகப்படியான பற்றவைப்பு வெப்பநிலையால் பொருளின் பண்புகள் பாதிக்கப்படாது.

சில நிக்கல் அடிப்படையிலான சூப்பர் அலாய்கள், குறிப்பாக வீழ்படிவு வலுவூட்டப்பட்ட அலாய்கள், அழுத்த விரிசல் ஏற்படும் போக்கைக் கொண்டுள்ளன. பிரேசிங் செய்வதற்கு முன், அந்தச் செயல்பாட்டில் உருவான அழுத்தம் முழுமையாக அகற்றப்பட வேண்டும், மேலும் பிரேசிங் செய்யும் போது வெப்ப அழுத்தம் குறைக்கப்பட வேண்டும்.

(2) நிக்கல் அடிப்படையிலான கலப்புலோகத்தை வெள்ளி அடிப்படையிலான, தூய தாமிரம், நிக்கல் அடிப்படையிலான மற்றும் ஆக்டிவ் சாலிடர் ஆகியவற்றைக் கொண்டு பிரேசிங் செய்யலாம். இணைப்பின் வேலை வெப்பநிலை அதிகமாக இல்லாதபோது, ​​வெள்ளி அடிப்படையிலான பொருட்களைப் பயன்படுத்தலாம். வெள்ளி அடிப்படையிலான சாலிடர்களில் பல வகைகள் உள்ளன. பிரேசிங் வெப்பத்தின் போது ஏற்படும் உள் அழுத்தத்தைக் குறைக்க, குறைந்த உருகு வெப்பநிலை கொண்ட சாலிடரைத் தேர்ந்தெடுப்பது சிறந்தது. வெள்ளி அடிப்படையிலான ஃபில்லர் உலோகத்துடன் பிரேசிங் செய்வதற்கு Fb101 ஃப்ளக்ஸைப் பயன்படுத்தலாம். அதிகபட்ச அலுமினிய உள்ளடக்கம் கொண்ட வீழ்படிவு வலுவூட்டப்பட்ட சூப்பர் அலாய் பிரேசிங் செய்வதற்கு Fb102 ஃப்ளக்ஸ் பயன்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் 10% ~ 20% சோடியம் சிலிக்கேட் அல்லது அலுமினிய ஃப்ளக்ஸ் (fb201 போன்றவை) சேர்க்கப்படுகிறது. பிரேசிங் வெப்பநிலை 900 ℃-ஐத் தாண்டும்போது, ​​fb105 ஃப்ளக்ஸைத் தேர்ந்தெடுக்க வேண்டும்.

வெற்றிடம் அல்லது பாதுகாப்புச் சூழலில் பற்றவைக்கும்போது, ​​தூய செம்பை பற்றவைப்பு நிரப்பு உலோகமாகப் பயன்படுத்தலாம். பற்றவைப்பு வெப்பநிலை 1100 ~ 1150 ℃ ஆகும், மேலும் இணைப்பில் அழுத்த விரிசல் ஏற்படாது, ஆனால் செயல்படும் வெப்பநிலை 400 ℃-ஐத் தாண்டக்கூடாது.

நிக்கல் அடிப்படையிலான பற்றவைப்பு நிரப்பு உலோகம், அதன் நல்ல உயர் வெப்பநிலை செயல்திறன் மற்றும் பற்றவைப்பின் போது அழுத்த விரிசல் ஏற்படாத தன்மை காரணமாக, சூப்பர் அலாய்ஸில் மிகவும் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் பற்றவைப்பு நிரப்பு உலோகமாகும். நிக்கல் அடிப்படையிலான பற்றவைப்பு உலோகத்தில் உள்ள முக்கிய கலப்புலோகக் கூறுகள் Cr, Si, B ஆகும், மேலும் ஒரு சிறிய அளவு பற்றவைப்பு உலோகத்தில் Fe, W போன்றவையும் உள்ளன. ni-cr-si-b உடன் ஒப்பிடும்போது, ​​b-ni68crwb பற்றவைப்பு நிரப்பு உலோகம், அடிப்படை உலோகத்திற்குள் B-யின் இடைத்தூள் ஊடுருவலைக் குறைத்து, உருகு வெப்பநிலை இடைவெளியை அதிகரிக்க முடியும். இது உயர் வெப்பநிலையில் இயங்கும் பாகங்கள் மற்றும் டர்பைன் பிளேடுகளைப் பற்றவைப்பதற்கான ஒரு பற்றவைப்பு நிரப்பு உலோகமாகும். இருப்பினும், W-ஐக் கொண்ட பற்றவைப்பு உலோகத்தின் பாய்வுத்தன்மை மோசமாகிறது மற்றும் இணைப்பு இடைவெளியைக் கட்டுப்படுத்துவது கடினமாகிறது.

செயல்திறன் மிக்க பரவல் பற்றவைப்பு நிரப்பு உலோகத்தில் சிலிக்கான் (Si) தனிமம் இல்லை, மேலும் இது சிறந்த ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்பு மற்றும் வல்கனைசேஷன் எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது. பற்றவைப்புப் பொருளின் வகையைப் பொறுத்து, பற்றவைப்பு வெப்பநிலையை 1150 ℃ முதல் 1218 ℃ வரை தேர்ந்தெடுக்கலாம். பற்றவைப்பிற்குப் பிறகு, 1066 ℃ பரவல் சிகிச்சைக்குப் பின், மூல உலோகத்தின் அதே பண்புகளைக் கொண்ட பற்றவைக்கப்பட்ட இணைப்பைப் பெறலாம்.

(3) நிக்கல் அடிப்படை உலோகக்கலவையின் பற்றவைப்பு செயல்முறைக்கு, பாதுகாப்பு வளிமண்டல உலையில் பற்றவைப்பு, வெற்றிட பற்றவைப்பு மற்றும் நிலையற்ற திரவ நிலை இணைப்பு ஆகியவற்றை மேற்கொள்ளலாம். பற்றவைப்பதற்கு முன், மணல் காகித மெருகூட்டல், ஃபெல்ட் சக்கர மெருகூட்டல், அசிட்டோன் கொண்டு தேய்த்தல் மற்றும் இரசாயன சுத்தம் செய்தல் ஆகியவற்றின் மூலம் மேற்பரப்பு எண்ணெய் நீக்கப்பட்டு ஆக்சைடு அகற்றப்பட வேண்டும். பற்றவைப்பு செயல்முறை அளவுருக்களைத் தேர்ந்தெடுக்கும்போது, ​​பற்றவைப்புப் பொருளுக்கும் அடிப்படை உலோகத்திற்கும் இடையில் வலுவான இரசாயன எதிர்வினையைத் தவிர்க்க, வெப்பமூட்டும் வெப்பநிலை மிக அதிகமாக இருக்கக்கூடாது மற்றும் பற்றவைப்பு நேரம் குறைவாக இருக்க வேண்டும் என்பது கவனத்தில் கொள்ளப்பட வேண்டும். அடிப்படை உலோகம் விரிசல் அடைவதைத் தடுக்க, குளிர் பதப்படுத்தப்பட்ட பாகங்கள் பற்றவைப்பதற்கு முன் அழுத்தத் தணிப்பு செய்யப்பட வேண்டும், மேலும் பற்றவைப்பு வெப்பமூட்டல் முடிந்தவரை சீராக இருக்க வேண்டும். வீழ்படிவு வலுவூட்டப்பட்ட சூப்பர் அலாய்களைப் பொறுத்தவரை, பாகங்கள் முதலில் திடக் கரைசல் சிகிச்சைக்கு உட்படுத்தப்பட வேண்டும், பின்னர் முதிர்வு வலுவூட்டல் சிகிச்சையை விட சற்றே அதிக வெப்பநிலையில் பற்றவைக்கப்பட வேண்டும், இறுதியாக முதிர்வு சிகிச்சைக்கு உட்படுத்தப்பட வேண்டும்.

1) பாதுகாப்பு வளிமண்டல உலையில் பிரேசிங் செய்வதற்கு, அதிக தூய்மையான பாதுகாப்பு வாயு தேவைப்படுகிறது. 0.5%-க்கும் குறைவான w (AL) மற்றும் w (TI) கொண்ட சூப்பர் அலாய்களுக்கு, ஹைட்ரஜன் அல்லது ஆர்கான் பயன்படுத்தப்படும்போது பனிப்புள்ளி -54 ℃-க்கும் குறைவாக இருக்க வேண்டும். Al மற்றும் Ti-யின் உள்ளடக்கம் அதிகரிக்கும்போது, ​​வெப்பப்படுத்தப்படும்போது அலாய் மேற்பரப்பு ஆக்ஸிஜனேற்றம் அடைகிறது. பின்வரும் நடவடிக்கைகள் எடுக்கப்பட வேண்டும்; சிறிதளவு ஃப்ளக்ஸை (fb105 போன்றது) சேர்த்து, ஃப்ளக்ஸைக் கொண்டு ஆக்சைடு படலத்தை அகற்றவும்; பாகங்களின் மேற்பரப்பில் 0.025 ~ 0.038 மிமீ தடிமன் கொண்ட பூச்சு பூசப்பட வேண்டும்; பிரேசிங் செய்யப்பட வேண்டிய பொருளின் மேற்பரப்பில் சாலிடரை முன்கூட்டியே தெளிக்கவும்; போரான் ட்ரைஃப்ளூரைடு போன்ற சிறிதளவு வாயு ஃப்ளக்ஸைச் சேர்க்கவும்.

2) வெற்றிடப் பற்றவைப்பு (Vacuum brazing) சிறந்த பாதுகாப்பு விளைவையும் பற்றவைப்புத் தரத்தையும் பெறுவதற்காக பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது. வழக்கமான நிக்கல் அடிப்படையிலான சூப்பர் அலாய் இணைப்புகளின் இயந்திரவியல் பண்புகளுக்கு அட்டவணை 15-ஐப் பார்க்கவும். w (AL) மற்றும் w (TI) 4%-க்கும் குறைவாக உள்ள சூப்பர் அலாய்களுக்கு, சிறப்பு முன்சிகிச்சை இல்லாமலேயே பற்றவைப்புப் பொருளின் ஈரப்பதத்தை உறுதி செய்ய முடிந்தாலும், மேற்பரப்பில் 0.01 ~ 0.015 மிமீ நிக்கல் அடுக்கை மின்முலாம் பூசுவது சிறந்தது. w (AL) மற்றும் w (TI) 4%-ஐத் தாண்டும்போது, ​​நிக்கல் பூச்சின் தடிமன் 0.02 ~ 0.03 மிமீ ஆக இருக்க வேண்டும். மிகவும் மெல்லிய பூச்சு எந்தப் பாதுகாப்பு விளைவையும் ஏற்படுத்தாது, மேலும் மிகவும் தடிமனான பூச்சு இணைப்பின் வலிமையைக் குறைக்கும். பற்றவைக்கப்பட வேண்டிய பாகங்களை வெற்றிடப் பற்றவைப்புக்கான பெட்டியிலும் வைக்கலாம். அந்தப் பெட்டி கெட்டரால் நிரப்பப்பட வேண்டும். உதாரணமாக, Zr அதிக வெப்பநிலையில் வாயுவை உறிஞ்சி, பெட்டிக்குள் ஒரு உள்ளூர் வெற்றிடத்தை உருவாக்குகிறது, இதனால் அலாய் மேற்பரப்பு ஆக்ஸிஜனேற்றம் அடைவதைத் தடுக்கிறது.

அட்டவணை 15: வழக்கமான நிக்கல் அடிப்படையிலான சூப்பர் அலாய்களின் வெற்றிடப் பற்றவைப்பு இணைப்புகளின் இயந்திரவியல் பண்புகள்

சூப்பர் அலாய் பற்றவைக்கப்பட்ட இணைப்பின் நுண்ணமைப்பும் வலிமையும் பற்றவைப்பு இடைவெளியைப் பொறுத்து மாறுகின்றன, மேலும் பற்றவைப்பிற்குப் பிறகு செய்யப்படும் பரவல் சிகிச்சையானது, இணைப்பு இடைவெளியின் அதிகபட்ச அனுமதிக்கப்பட்ட மதிப்பை மேலும் அதிகரிக்கும். இன்கோனல் அலாயை உதாரணமாக எடுத்துக்கொண்டால், b-ni82crsib கொண்டு பற்றவைக்கப்பட்ட இன்கோனல் இணைப்பின் அதிகபட்ச இடைவெளியானது, 1000 ℃ வெப்பநிலையில் 1 மணி நேர பரவல் சிகிச்சைக்குப் பிறகு 90um-ஐ எட்டக்கூடும்; இருப்பினும், b-ni71crsib கொண்டு பற்றவைக்கப்பட்ட இணைப்புகளுக்கு, 1000 ℃ வெப்பநிலையில் 1 மணி நேர பரவல் சிகிச்சைக்குப் பிறகு அதிகபட்ச இடைவெளி சுமார் 50um ஆகும்.

3) நிலையற்ற திரவ நிலை இணைப்பு (Transient Liquid Phase Connect), அடிப்படை உலோகத்தை விடக் குறைந்த உருகுநிலை கொண்ட இடை அடுக்கு உலோகக் கலவையை (சுமார் 2.5 ~ 100um தடிமன்) நிரப்பு உலோகமாகப் பயன்படுத்துகிறது. குறைந்த அழுத்தம் (0 ~ 0.007mpa) மற்றும் பொருத்தமான வெப்பநிலையில் (1100 ~ 1250 ℃), இடை அடுக்கு பொருள் முதலில் உருகி அடிப்படை உலோகத்தை ஈரமாக்குகிறது. தனிமங்களின் விரைவான பரவல் காரணமாக, இணைப்பில் சமவெப்ப திடமாதல் ஏற்பட்டு இணைப்பு உருவாகிறது. இந்த முறை அடிப்படை உலோக மேற்பரப்பின் பொருத்தத் தேவைகளை வெகுவாகக் குறைத்து, பற்றவைப்பு அழுத்தத்தையும் குறைக்கிறது. நிலையற்ற திரவ நிலை இணைப்பின் முக்கிய அளவுருக்கள் அழுத்தம், வெப்பநிலை, தக்கவைக்கும் நேரம் மற்றும் இடை அடுக்கின் கலவை ஆகும். பற்றவைக்கப்பட்ட பகுதியின் இணையும் மேற்பரப்பை நல்ல தொடர்பில் வைத்திருக்க குறைந்த அழுத்தத்தைப் பயன்படுத்தவும். வெப்பமூட்டும் வெப்பநிலை மற்றும் நேரம் ஆகியவை இணைப்பின் செயல்திறனில் பெரும் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன. இணைப்பு, மூல உலோகத்தைப் போலவே வலிமையாக இருக்க வேண்டும் மற்றும் மூல உலோகத்தின் செயல்திறனைப் பாதிக்கக் கூடாது எனில், உயர் வெப்பநிலை (≥ 1150 ℃ போன்றவை) மற்றும் நீண்ட நேரம் (8 ~ 24 மணிநேரம் போன்றவை) ஆகிய இணைப்புச் செயல்முறை அளவுருக்கள் பயன்படுத்தப்பட வேண்டும்; இணைப்பின் இணைப்புத் தரம் குறைந்தாலோ அல்லது மூல உலோகம் உயர் வெப்பநிலையைத் தாங்க முடியாவிட்டாலோ, குறைந்த வெப்பநிலை (1100 ~ 1150 ℃) மற்றும் குறைந்த நேரம் (1 ~ 8 மணிநேரம்) பயன்படுத்தப்பட வேண்டும். இடைநிலை அடுக்கானது, இணைக்கப்படும் மூல உலோகத்தின் கலவையை அடிப்படைக் கலவையாகக் கொண்டு, அதனுடன் B, Si, Mn, Nb போன்ற வெவ்வேறு குளிர்விக்கும் கூறுகளைச் சேர்க்க வேண்டும். எடுத்துக்காட்டாக, Udimet உலோகக் கலவையின் கலவை ni-15cr-18.5co-4.3al-3.3ti-5mo ஆகும், மற்றும் நிலைமாறும் திரவ நிலை இணைப்புக்கான இடைநிலை அடுக்கின் கலவை b-ni62.5cr15co15mo5b2.5 ஆகும். இந்தத் தனிமங்கள் அனைத்தும் Ni Cr அல்லது Ni Cr Co உலோகக் கலவைகளின் உருகு வெப்பநிலையை மிகக் குறைந்த அளவிற்கு குறைக்க முடியும், ஆனால் B-யின் விளைவு மிகவும் தெளிவாகத் தெரிகிறது. மேலும், B-யின் அதிக பரவல் வீதமானது, இடை அடுக்கு உலோகக் கலவை மற்றும் மூல உலோகத்தை விரைவாக ஒருபடித்தாக்க முடியும்.