Keramika we metallary lehimlemek

1. Brazirlemek ukyby

Keramika we keramika, keramika we metal böleklerini kebşirlemek kyn. Kebşiriň köp bölegi keramik ýüzünde top emele getirýär, az ýa-da hiç hili çyglylyk bolmaz. Keramikany çygly edip bilýän kebşirleýji doldurgyç metal kebşirleme wagtynda birleşme serhedinde dürli döwülýän birleşmeleri (karbidler, silisidler we üçlü ýa-da köp üýtgeýän birleşmeler ýaly) emele getirmek aňsat. Bu birleşmeleriň bolmagy birleşmäniň mehaniki häsiýetlerine täsir edýär. Mundan başga-da, keramika, metal we kebşirleme arasyndaky termal giňelme koeffisiýentleriniň uly tapawudy sebäpli, kebşirleme temperaturasy otag temperaturasyna çenli sowadylandan soň, birleşmede galyndy stres bolar, bu bolsa birleşmede çatlamalara sebäp bolup biler.

Keramiki ýüzündäki lehimiň çyglylygyny umumy lehime işjeň metal elementlerini goşmak arkaly gowulandyryp bolýar; Pes temperatura we gysga wagtlyk lehimlemek serhet reaksiýasynyň täsirini azaldyp biler; Birleşmäniň termal stresini laýyk birleşme görnüşini dizaýn etmek we aralyk gatlak hökmünde bir ýa-da köp gatlakly metal ulanmak arkaly azaldyp bolýar.

2. Lehim

Keramika we metal, adatça, wakuum peçinde ýa-da wodorod we argon peçinde birikdirilýär. Umumy häsiýetnamalardan başga-da, wakuum elektron enjamlary üçin lehimleýji doldurgyç metallaryň käbir ýörite talaplary hem bolmaly. Mysal üçin, lehimde ýokary bug basyşyny döredýän elementler bolmaly däl, şonuň üçin dielektrik syzmasyna we enjamlaryň katod zäherlenmesine sebäp bolmaz. Enjam işleýän wagty, lehimiň bug basyşynyň 10-3pa-dan geçmeli däldigi we ýokary bug basyşly garyndylaryň 0,002% ~ 0,005% -den geçmeli däldigi adatça görkezilýär; wodorodda lehimlemek wagtynda emele gelýän suw bugunyň öňüni almak üçin lehimiň w (o) 0,001% -den geçmeli däl, bu bolsa ereýän lehim metalynyň çaýkamagyna sebäp bolup biler; Mundan başga-da, lehim arassa we ýüz oksidlerinden azat bolmaly.

Keramika metallaşdyryşyndan soň kebşirleme wagtynda mis, esas, kümüş mis, altyn mis we beýleki legirlenen kebşirleme dolduryjy metallary ulanylyp bilner.

Keramika we metallary gönüden-göni kebaplamak üçin, Ti we Zr aktiw elementlerini öz içine alýan kebap dolduryjy metallar saýlanmaly. Ikilik dolduryjy metallar, esasan, 1100 ℃-de ulanylyp bilýän Ti Cu we Ti Ni. Üçlük lehimleriň arasynda Ag Cu Ti (W) (TI) iň köp ulanylýan kebap bolup, dürli keramika we metallary gönüden-göni kebaplamak üçin ulanylyp bilner. Üçlük dolduryjy metal folga, poroşok ýa-da Ti poroşogy goşulan Ag Cu eutektik dolduryjy metal hökmünde ulanylyp bilner. B-ti49be2 kebap dolduryjy metaly poslamaýan polat ýaly korroziýa garşylygyna we pes bug basyşyna eýedir. Ol wakuum möhürleýji birleşmelerde oksidlenme we syzma garşylygy bilen saýlanyp bilner. Ti-v-cr kebaplarynda, w (V) 30% bolanda ereme temperaturasy iň pes (1620 ℃) ​​bolýar we Cr goşulmagy ereme temperaturasynyň aralygyny netijeli azaldyp biler. Alýumin oksidini we magniý oksidini gönüden-göni lehimlemek üçin Cr-siz B-ti47.5ta5 lehimi ulanyldy we onuň birleşmesi daşky gurşawyň 1000 ℃ temperaturasynda işläp bilýär. 14-nji tablisada keramika bilen metalyň arasyndaky gönüden-göni baglanyşyk üçin işjeň akym görkezilýär.

14-nji tablisa Keramika we metal lehimlemek üçin işjeň lehim dolduryjy metallar

2. Lehimleme tehnologiýasy

Öňünden metallaşdyrylan keramika ýokary arassa inert gazda, wodorodda ýa-da wakuum gurşawynda lehimlenip bilner. Wakuum lehimlemek, adatça, metallaşdyrmadan keramikany gönüden-göni lehimlemek üçin ulanylýar.

(1) Ählumumy kebşirleme prosesi Keramika we metalyň ählumumy kebşirleme prosesini ýedi prosese bölmek bolýar: ýüzi arassalamak, pasta bilen örtmek, keramika ýüzini metallaşdyrmak, nikel bilen örtmek, kebşirlemek we kebşirlemeden soňky barlag.

Ýüzüni arassalamagyň maksady esasy metalyň ýüzündäki ýag lekesini, ter lekesini we oksid plyonkasyny aýyrmakdyr. Ilki bilen metal bölekleri we lehim ýagsyzlandyrylmaly, soňra oksid plyonkasy kislota ýa-da şeker bilen ýuwulmaly, akar suw bilen ýuwulmaly we guradylmaly. Ýokary talaplara laýyk gelýän bölekler bölekleriň ýüzüni arassalamak üçin wakuum peçinde ýa-da wodorod peçinde (ion bombardman usuly hem ulanylyp bilner) degişli temperaturada we wagtda ýylylyk bilen işlenmeli. Arassalanan bölekler ýagly zatlara ýa-da ýalaňaç ellere degmeli däl. Olar derrew indiki prosese ýa-da guradyjyda goýulmaly. Olar uzak wagtlap howada bolmaly däl. Keramiki bölekler aseton we ultrases bilen arassalanmaly, akar suw bilen ýuwulmaly we ahyrsoňy her gezek 15 minutlap deionlaşdyrylan suw bilen iki gezek gaýnadylmaly.

Pasta bilen örtmek keramiki metallaşdyrmagyň möhüm prosesidir. Örtmek wagtynda, ol metallaşdyryljak keramika ýüzüne çotga ýa-da pasta bilen örtmek üçin ulanylýar. Örtükiň galyňlygy, adatça, 30 ~ 60 mm bolýar. Pasta, adatça, takmynan 1 ~ 5 um bölejik ölçegli we organiki ýelmeşdiriji bilen arassa metal poroşogyndan (käwagt degişli metal oksidi goşulýar) taýýarlanylýar.

Ýelimlenen keramiki bölekler wodorod pejine iberilýär we çygly wodorod ýa-da ýarylan ammiak bilen 1300 ~ 1500 ℃ temperaturada 30 ~ 60 minutlap bişirilýär. Gidridler bilen örtülen keramiki bölekler üçin, gidridleri parçalamak we keramiki ýüzünde galan arassa metal ýa-da titan (ýa-da sirkoniý) bilen reaksiýa girizmek üçin takmynan 900 ℃ temperatura çenli gyzdyrylmaly.

MoMn metallaşdyrylan gatlagy lehim bilen çygly etmek üçin 1,4 ~ 5um nikel gatlagy elektrokaplamaly ýa-da nikel poroşogy gatlagy bilen örtülmeli. Eger lehimleme temperaturasy 1000 ℃-den pes bolsa, nikel gatlagy wodorod peçinde öňünden sinterlenmeli. Sinterleme temperaturasy we wagty 1000 ℃ /15 ~ 20 minut.

Işlenen keramika metal bölekler bolup, olar poslamaýan polat ýa-da grafit we keramiki galyplar bilen bitewi bir ýere ýygnalmaly. Birleşýän ýerlere lehim goýulmaly we iş bölegi iş dowamynda arassa saklanmaly we ýalaňaç eller bilen degilmeli däl.

Keramika bilen keplemek argon, wodorod ýa-da wakuum peçinde amala aşyrylmalydyr. Keplemek temperaturasy keplemek üçin ulanylýan doldurgyç metalyna baglydyr. Keramiki bölekleriň ýarylmagynyň öňüni almak üçin sowadyş tizligi gaty çalt bolmaly däldir. Mundan başga-da, keplemek belli bir basyşy (takmynan 0,49 ~ 0,98mpa) hem ulanyp bolýar.

Ýüziň hilini barlamakdan başga-da, lehimlenen kebşirleme bölekleri termal şok we mehaniki häsiýet barlagyndan hem geçirilmelidir. Wakuum enjamlarynyň möhürleýji bölekleri degişli düzgünlere laýyklykda syzma synagyndan hem geçirilmelidir.

(2) Göni kebşirleme (aktiw metal usuly) wagtynda ilki keramiki we metal kebşirleme bölekleriniň ýüzüni arassalaň, soňra olary ýygnaň. Komponent materiallarynyň dürli termal giňelme koeffisiýentleri sebäpli ýaryklaryň döremeginiň öňüni almak üçin bufer gatlagyny (bir ýa-da birnäçe metal gatlagy) kebşirleme bölekleriniň arasynda aýlap bolýar. Kebşirleme doldurgyç metaly iki kebşirleme böleginiň arasynda gysylyp ýa-da boşlugyň mümkin boldugyça kebşirleme doldurgyç metaly bilen doldurylýan ýerine goýulmaly, soňra kebşirleme adaty wakuum kebşirlemesi ýaly amala aşyrylmaly.

Eger Ag Cu Ti lehimi göni lehimlemek üçin ulanylsa, wakuum lehimleme usuly ulanylmalydyr. Peçdäki wakuum derejesi 2,7 × ýetende, 10-3pa-da gyzdyryp başlaň we bu wagtda temperatura çalt ýokarlanyp biler; Temperatura lehimiň ereme nokadyna golaý bolanda, kebşirlemegiň ähli bölekleriniň temperaturasynyň deň bolmagy üçin temperatura ýuwaşlyk bilen ýokarlandyrylmaly; Lehim ereýän wagty, temperatura çalt lehimleme temperaturasyna çenli ýokarlandyrylmaly we saklamak wagty 3 ~ 5 minut bolmaly; Sowadylanda, 700 ℃-den öň ýuwaşlyk bilen sowadylmaly we 700 ℃-den soň peç bilen tebigy ýagdaýda sowadylyp bilner.

Ti Cu işjeň lehimi gönüden-göni lehimlenende, lehimiň görnüşi Cu folgasy we Ti poroşogy ýa-da Cu bölekleri we Ti folgasy bolup biler ýa-da keramiki ýüzi Ti poroşogy we Cu folgasy bilen örtülip bilner. Lehimlemezden öň, ähli metal bölekleri wakuum arkaly gazsyzlandyrylmaly. Kislorodsyz misiň gazsyzlandyryş temperaturasy 750 ~ 800 ℃ bolmaly, Ti, Nb, Ta we ş.m. bolsa 900 ℃-da 15 minutlap gazsyzlandyrylmaly. Bu wagtda wakuum derejesi 6.7 × 10-3Pa-dan az bolmaly däl. Lehimleme wagtynda, kebşirlenjek bölekleri armaturada ýygnaň, olary wakuum peçinde 900 ~ 1120 ℃-a çenli gyzdyryň we saklamak wagty 2 ~ 5 minut. Lehimleme prosesiniň dowamynda wakuum derejesi 6.7 × 10-3Pa-dan az bolmaly däl.

Ti Ni usulynyň ýanmak prosesi Ti Cu usulyna meňzeýär we ýanmagyň temperaturasy 900 ± 10 is.

(3) Oksid bilen kebşirlemek usuly Oksid bilen kebşirlemek usuly oksid lehiminiň eremeginden emele gelen aýna fazasyny keramika içine siňdirmek we metalyň ýüzüni çygly etmek arkaly ygtybarly baglanyşygy amala aşyrmagyň usulydyr. Ol keramikany keramika bilen, keramikany bolsa metallar bilen birikdirip bilýär. Oksid bilen kebşirlemek doldurgyç metallary esasan Al2O3, Cao, Bao we MgO-dan ybarat. B2O3, Y2O3 we ta2o3 goşmak arkaly dürli ereme nokatlary we çyzykly giňelme koeffisiýentleri bolan kebşirlemek doldurgyç metallaryny alyp bolýar. Mundan başga-da, esasy komponentler hökmünde CaF2 we NaF bolan fluorid bilen kebşirlemek doldurgyç metallary ýokary berklik we ýokary gyzgynlyga çydamly birleşmeleri almak üçin keramika we metallary birikdirmek üçin hem ulanylyp bilner.