ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пайка никеля и его сплавов из "Пайка, ее физико-химические особенности, технология и технологический процесс" Пайка никеля и его сплавов имеет много сходного с пайкой сплавов на. елезной основе. Различие определяется особенностями основы сплавов. На поверхности чистого никеля при всех температурах нагрева в окислительной среде образуется только оксид NiO. При наличии в никеле железа и марганца может образоваться оксид (Ni, Мп, Fe)О на основе NiO. [c.336] При низких температурах (до 500°С) на поверхности сплавов на основе нихрома образуется оксид NiO при более высокой температуре в зависимости от легирования образуется два других структурных типа (самостоятельно или совместно) внутренние слои окалины обогащены легирующими элементами. При температуре 1200 °С и выше на поверхности легированных никелевых сплавов образуется рекристаллизованный оксид NiO, свидетельствующий о потере жаростойкости (Н. Ф. Лашко и И. А. Пони-зовская). [c.336] Из-за трудности удаления оксида механическим путем поверхность никелевых сплавов чаще всего подвергают травлению в специальных ваннах не более чем за 24 ч перед пайкой. Один из травильных растворов, например, имеет состав 1000 см НгО 1500 см Нг5о4 (1,87 г/см ) 2250 см HNOs (1,36 г/см ) и 36 г Na l. Деталь перед травлением выдерживают в горячей воде, затем погружают в травильную ванну на 5—10 с, промывают в горячей воде, нейтрализуют остатки кислот в 1 %-ном растворе аммиака и просушивают, например, в опилках. [c.336] Детали из сплава ХН77ТЮР и других высоколегированных сплавов травят в растворе, содержащем 150 см NH3, 50 г NaF, 850 см НгО. Процесс травления длится 10 мин при температуре 20 °С затем детали промывают в горячей воде (60—70 °С) и просушивают (60—70 °С). Поверхности небольших деталей перед пайкой также зачищают шлифовальной шкуркой с последующей промывкой в спирте или трихлорэтане. [c.336] Для предотвращения образования слоя оксидов на паяемом металле в процессе пайки детали нагревают в восстановительных средах, вакууме или с применением солевых флюсов. [c.337] При пайке никеля медью паяемый металл значительно растворяется в припое, и поэтому необходимы строгая дозировка припоя, более близкое расположение его к зазору или укладка в зазор и пайка без перегрева. [c.337] При взаимодействии никеля с серой в процессе нагрева по границам его зерен образуется легкоплавкая эвтектика, вызывающая охрупчивание металла. Поэтому содержание серы в защитных и восстановительных газах при пайке никеля и его сплавов не должно превышать 0,40 мг/л остатки масел, красок, смазочных материалов и других веществ, содержащих серу, тщательно удаляют с поверхности деталей перед пайкой. Подобное же действие на никель и его сплавы оказывают свинец, висмут, мышьяк и некоторые другие легкоплавкие металлы. [c.337] Никелевые сплавы типа нихром и монель склонны к охрупчиванию в контакте с жидкими припоями, особенно содержащими серебро, кадмий, цинк. Для предотвращения хрупкого разрушения под напряжением детали из этих сплавов паяют в отожженном состоянии и при отсутствии внутренних и внешних растягивающих напряжений. Нагрев под пайку осуществляют в электропечах, индукционным способом, в солевых ваннах, в пламени газовых горелок и т. п. [c.337] Возросла роль пайки в создании конструкций из высокожаропрочных никелевых сплавов. Сварка плавлением деталей из таких. сплавов весьма усложняется в связи с большой склонностью последних к образованию кристаллизационных трещин, а также к образованию трещин в процессе нагрева после сварки в интервале температур 700 800 °С (из-за больших остаточных напряжений, образующихся при охлаждении после сварки). [c.337] Применение пайки развивалось в четырех направлениях, определяемых выбором и способом образования припоев на никелевой основе относительно невысокой температурой плавления, условиями пайки в вакууме и использованием давления. [c.338] Снижение температуры плавления никелевых припоев достигалось введением депрессантов — кремния, бора, марганца, углерода, фосфора (табл. 56). [c.338] Эти припои пригодны для пайки никелевых жаропрочных сплавов при относительно невысоких температурах они смачивают их, растекаются и затекают в зазор. Припои, содержащие бор, вызывают, кроме того, межзеренную химическую эрозию паяемого металла, которую можно уменьшить или подавить, применяя поверхностное никелирование сплавов. Такое никелирование к тому же защищает сплав от образования оксидной пленки, образующейся в связи с легированием паяемых сплавов алюминием и титаном. Характеристики прочности соединений никелевых сплавов, паянных этими припоями, невысоки, так как в паяном шве образуются хрупкие соединения боридов, силицидов и карбидов. [c.338] Пайку припоями, легированными бериллием и особенно бором, необходимо проводить, тщательно соблюдая температурный и временной режим, чтобы предотвратить интенсивную химическую эрозию никелевых сплавов в жидких припоях. Процесс пайки ведут возможно быстрее и-без перегрева. [c.338] Особенно интенсивной химической эрозии в борсодержащих припоях подвержены никелевые сплавы, легированные бором. Тонкостенные конструкции из никелевых сплавов паять такими припоями не рекомендуется. [c.338] Пайка нихрома, сплава инконель и никелевых сплавов, содержащих алюминий и титан, требует достаточно активных флюсов. Для этого пригодны флюсы 200, 201. Однако при применении бо-ридных флюсов такого типа существует опасность (особенно при печном нагреве) эрозионного поражения поверхности паяемого металла из-за образования легкоплавкой боридной эвтектики N1— В. Поэтому пайку никеля и его сплавов типа нихром при температуре 1000—1250 °С в печах иногда проводят в атмосфере сухого водорода с точкой росы — 40- --70 °С. Сплавы, легированные алюминием и титаном, паяют в вакууме (р= 1,33-10 Па) в смесях нейтральных газов с газовыми флюсами ВРз или ЫН4С1. При использовании более низкого вакуума (р=1-ь6,65) 10 Да паяемую поверхность предварительно покрывают электролитическим никелем, медью или наносят на нее тонкий слой солевых флюсов. [c.339] При диффузионной пайке жаропрочных никелевых сплавов в вакууме, инертной или восстановительной атмосфере для предотвращения роста зерен (вторичной рекристаллизации) в зазор закладывают припой в виде фольги, содержащий 77 % N1, 13 % Сг, 10 % Р с температурой плавления 890 °С, покрытой порошком состава (%) 84 N1, 12 Сг, 4 Мо. Нагрев при пайке происходит при 1050 °С в течение 60 мин при давлении 5 МПа. Жидкая фаза расплавившегося сплава N1—Сг—Р проникает между частицами порошка и диффундирует одновременно в паяемый материал. Иногда припой системы N1—В—Сг изготовляют без бора в виде ленты фольги, а затем его насыщают бором до требуемого содержания. При контактно-реактивной диффузионной пайке содержание бора в шве понижается в результате его диффузии в основной материал. Возможна контактно-реактивная диффузионная пайка никелевых сплавов после насыщения бором их поверхности [39]. [c.339] Диффузионная пайка припоями на основе никеля (В N -2, В N -5 и В Рс1-36) сопровождается интенсивной рекристаллизацией сплава А151-316 при температуре выше 1050 °С. В инконеле скорость диффузии бора выше, чем в сплаве А15 -316. Скорость диффузии бора во всех случаях возрастает с повышением температуры. [c.339] Контактно-реактивная пайка жаропрочных никелевых сплавов возможна также путем прокладки между ними фольги ниобия, титана, ванадия с последующим нагревом до температуры плавления эвтектики в вакууме (р=1,33-10 Па), активных газах или с флюсом. Пайка производится при приложении давления на соединяемые детали. [c.339] Вернуться к основной статье