Refrakter metallerin lehimlenmesi

1. Lehim

W lehimleme için 3000 ℃'den düşük sıcaklığa sahip her türlü lehim kullanılabilir ve 400 ℃'den düşük sıcaklığa sahip bileşenler için bakır veya gümüş bazlı lehimler kullanılabilir; 400 ℃ ile 900 ℃ arasında kullanılan bileşenler için genellikle altın bazlı, manganez bazlı, manganez bazlı, paladyum bazlı veya matkap bazlı dolgu metalleri kullanılır; 1000 ℃'nin üzerinde kullanılan bileşenler için çoğunlukla Nb, Ta, Ni, Pt, PD ve Mo gibi saf metaller kullanılır. Platin bazlı lehimle lehimlenen bileşenlerin çalışma sıcaklığı 2150 ℃'ye ulaşmıştır. Lehimlemeden sonra 1080 ℃ difüzyon işlemi yapılırsa maksimum çalışma sıcaklığı 3038 ℃'ye ulaşabilir.

Lehimlemede kullanılan lehimlerin çoğu Mo lehimlemede kullanılabilir ve 400 ℃'nin altında çalışan Mo bileşenleri için bakır veya gümüş bazlı lehimler kullanılabilir; 400 ~ 650 ℃'de çalışan elektronik cihazlar ve yapısal olmayan parçalar için Cu Ag, Au Ni, PD Ni veya Cu Ni lehimleri kullanılabilir; Yüksek erime noktasına sahip titanyum bazlı veya diğer saf metal dolgu metalleri, daha yüksek sıcaklıklarda çalışan bileşenler için kullanılabilir. Lehimleme bağlantılarında kırılgan intermetalik bileşiklerin oluşumunu önlemek için manganez bazlı, kobalt bazlı ve nikel bazlı dolgu metallerinin genellikle önerilmediği unutulmamalıdır.

TA veya Nb bileşenler 1000 ℃'nin altında kullanıldığında, Cu Au, Au Ni, PD Ni ve Pt Au dahil olmak üzere bakır bazlı, manganez bazlı, kobalt bazlı, titanyum bazlı, nikel bazlı, altın bazlı ve paladyum bazlı enjeksiyonlar seçilebilir. Ni ve Cu Sn lehimleri TA ve Nb'ye göre iyi ıslanabilirliğe, iyi lehim dikişi oluşumuna ve yüksek birleştirme mukavemetine sahiptir. Gümüş bazlı dolgu metalleri lehim metallerini kırılgan hale getirme eğiliminde olduğundan, mümkün olduğunca kaçınılmalıdır. 1000 ℃ ile 1300 ℃ arasında kullanılan bileşenler için, lehim dolgu metali olarak saf Ti, V, Zr metalleri veya bunlarla sonsuz katı ve sıvı oluşturan bu metallere dayalı alaşımlar seçilmelidir. Servis sıcaklığı daha yüksek olduğunda, HF içeren dolgu metali seçilebilir.

W. Yüksek sıcaklıkta Mo, Ta ve Nb için lehim dolgu metalleri için Tablo 13'e bakınız.

Tablo 13 Refrakter metallerin yüksek sıcaklıkta lehimlenmesi için lehim dolgu metalleri

tablo13 2 Tablo 13 Refrakter metallerin yüksek sıcaklıkta lehimlenmesi için lehim dolgu metalleri

Tablo 13 Refrakter metallerin yüksek sıcaklıkta lehimlenmesi için lehim dolgu metalleri2
2. Lehimleme teknolojisi

Lehimlemeden önce, refrakter metalin yüzeyindeki oksidin dikkatlice temizlenmesi gerekir. Mekanik taşlama, kumlama, ultrasonik temizleme veya kimyasal temizleme kullanılabilir. Lehimleme, temizleme işleminin hemen ardından yapılmalıdır.

W'nin doğasında bulunan kırılganlık nedeniyle, W parçaları, parça montaj işlemi sırasında kırılmayı önlemek için dikkatlice ele alınmalıdır. Kırılgan tungsten karbür oluşumunu önlemek için W ile grafit arasında doğrudan temastan kaçınılmalıdır. Kaynak öncesi işlem veya kaynaktan kaynaklanan ön gerilim, kaynak öncesinde giderilmelidir. W, sıcaklık yükseldiğinde çok kolay oksitlenir. Lehimleme sırasında vakum derecesi yeterince yüksek olmalıdır. Lehimleme 1000 ~ 1400 ℃ sıcaklık aralığında yapıldığında, vakum derecesi 8 × 10-3Pa'dan az olmamalıdır. Bağlantının yeniden erime sıcaklığını ve servis sıcaklığını iyileştirmek için, lehimleme işlemi kaynak sonrası difüzyon işlemiyle birleştirilebilir. Örneğin, b-ni68cr20si10fel lehimi, W'yi 1180 ℃'de lehimlemek için kullanılır. Kaynak sonrası 1070 ℃ /4h, 1200 ℃ /3.5h ve 1300 ℃ /2h olmak üzere üç difüzyon işleminden sonra, lehimli eklemin servis sıcaklığı 2200 ℃'nin üzerine çıkabilir.

Mo'nun lehimli birleşimini birleştirirken küçük termal genleşme katsayısı dikkate alınmalı ve ek boşluğu 0,05 ~ 0,13MM aralığında olmalıdır. Bir fikstür kullanılacaksa, küçük termal genleşme katsayısına sahip bir malzeme seçilmelidir. Mo yeniden kristalleşmesi, alevli lehimleme, kontrollü atmosfer fırını, vakum fırını, indüksiyon fırını ve direnç ısıtması yeniden kristalleşme sıcaklığını aştığında veya lehim elemanlarının difüzyonu nedeniyle yeniden kristalleşme sıcaklığı düştüğünde meydana gelir. Bu nedenle, lehimleme sıcaklığı yeniden kristalleşme sıcaklığına yakın olduğunda, lehimleme süresi ne kadar kısa olursa o kadar iyidir. Mo'nun yeniden kristalleşme sıcaklığının üzerinde lehimleme yaparken, çok hızlı soğumadan kaynaklanan çatlamaları önlemek için lehimleme süresi ve soğuma hızı kontrol edilmelidir. Oksi-asetilen alevli lehimleme kullanıldığında, iyi koruma sağlayabilen, endüstriyel borat veya gümüş lehim akısı ile kalsiyum florür içeren yüksek sıcaklık akısının bir karışımı olan karışık akı kullanmak idealdir. Yöntem, önce Mo yüzeyine bir kat gümüş lehim akısı kaplamak ve ardından yüksek sıcaklık akısı kaplamaktır. Gümüş lehim akısı daha düşük bir sıcaklık aralığında aktivite gösterir ve yüksek sıcaklık akısı 1427 ℃'ye ulaşabilir.

TA veya Nb bileşenleri tercihen vakum altında lehimlenir ve vakum derecesi en az 1,33 × 10-2Pa olmalıdır. Lehimleme inert gaz koruması altında gerçekleştiriliyorsa, karbon monoksit, amonyak, azot ve karbondioksit gibi gaz kirlilikleri kesinlikle giderilmelidir. Lehimleme veya direnç lehimlemesi havada yapıldığında, özel lehim dolgu metali ve uygun akı kullanılmalıdır. TA veya Nb'nin yüksek sıcaklıkta oksijenle temas etmesini önlemek için, yüzeye metalik bakır veya nikel kaplama yapılabilir ve buna uygun difüzyon tavlama işlemi uygulanabilir.


Gönderi zamanı: 13 Haz 2022