Плавление контактно-реактивное

Изучены особенности контактного плавления, смачивания поверхности графита, а также пропитки графита образовавшимся расплавом при контактно-реактивной пайке стали с графитом при разном исходном содержании углерода в стали. Описаны методики расчета и экспериментального определения скорости контактного плавления стали с графитом и скорости пропитки расплавом графитовой основы под давлением поджатия. [c.267]

В третьем издании книги Пайка металлов впервые была рассмотрена система технологии пайки, объединяющая собственно пайку как процесс соединения, а также напайку, распайку, припайку и контактно-реактивную резку, для которых характерно контактное плавление паяемого материала. Третье издание книги в 1978 г. было переиздано на английском и испанском языках издательством Мир . [c.3]

Контактно-реактивные припои получают между паяемыми разнородными металлами или между паяемым металлом, прокладками, покрытиями, если они или их основы образуют эвтектики либо непрерывный ряд твердых растворов с минимальной температурой плавления ниже температуры пайки (слоистые припои). Контактно-реактивное плавление металлов происходит через не-сплошности в их оксидных пленках и развивается только при достаточном содержании в эвтектике или твердом растворе каждого из контактирующих металлов. [c.14]

Капиллярная пайка, при которой припой образуется в результате контактно-реактивного плавления соединяемых материалов, промежуточных покрытий или прокладок с образованием эвтектики, называется контактно-реактивной. Сочетания элементов, образующих эвтектику, которые могут быть использованы при контактно-реактивной пайке, представлены в табл. 3. При таком способе пайки нет необходимости в предварительном изготовлении припоя. Количество получаемой жидкой фазы можно регулировать изменением времени контакта, а также толщины покрытия или прокладок, так как процесс контактно-реактивного [c.52]

Эвтектика не является простой механической смесью составляющих фаз, на что указывают более низкие температуры ее плавления и кристаллизации по сравнению с соответствующими температурами сплавов, достаточно близких по составу. Особое состояние фаз в эвтектике по месту их контакта подтверждается также данными о более высокой коррозионной стойкости и твердости эвтектики при быстром затвердевании по сравнению с теми же характеристиками других сплавов той же системы с близким химическим составом. Вследствие особых свойств эвтектического сплава было предложено такой вид плавления, в отличие от автономного и других видов плавления материалов в контакте, например, электроконтактного, назвать контактно-реактивным [12]. [c.55]

К настоящему времени явление контактно-реактивного плавления наиболее изучено для элементов, образующих эвтектические системы сплавов. Процесс контактно-реактивного плавления в таких системах при медленном нагреве включает следующие стадии а) подготовительную, при которой по границе контакта возникает прослойка твердых растворов и (или) химических [c.55]

Контактно-реактивное плавление возможно для твердых компонентов Лт и Бт, для которых сумма поверхностных натяжений на границе Ат с эвтектическим жидким раствором Э и на границе Вт с тем же жидким раствором Э меньше, чем поверхностное натяжение на границе между твердым Ат и Вт. одз + овэ < <од в,, т. е. появление жидкой фазы Эт на границе с твердой, и сопровождается понижением поверхностной энергии системы. Образующаяся жидкость (эвтектика или раствор с минимумом температуры плавления) быстро окутывает контактируемые Ат и Вт, смачивая их. [c.56]

Для применения контактно-реактивной пайки необходимы данные о температуре плавления и (или) составе наиболее легкоплавкой эвтектики системы. Для двойных систем элементов эти данные могут быть получены из соответствующих диаграмм состояния или рассчитаны по эмпирическому уравнению Кордеса [c.56]

Исходя из того, что для наступления контактно-реактивного плавления необходим контакт всех фаз эвтектики, можно полагать, что с увеличением числа компонентов в сплавах вероятность такого контакта между всеми фазами, составляющими многокомпонентную эвтектику, снижается и поэтому увеличивается время до наступления контактно-реактивного плавления и пайки [12]. [c.57]

Стационарные и нестационарные режимы контактно-реактивного плавления. Процесс контактно-реактивного плавления может протекать в двух режимах стационарном и нестационарном. При .стационарном режиме под действием давления, прилагаемого контактирующим веществом, происходит непрерывное удаление избытка образующейся жидкой фазы, и толщина жидкой прослойки поддерживается постоянной [12]. При нестационарном режиме толщина жидкой прослойки с течением времени, вследствие растворения контактирующих веществ в жидкой фазе, непрерывно возрастает. [c.57]

Контактно-реактивное плавление в нестационарном режиме для одномерной задачи рассмотрено в работе [7]. [c.57]

Скорость контактно-реактивного плавления увеличивается в 2—10 раз, когда сверху располагается вещество с большей плотностью. Скорость растворения контактирующего вещества с более высокой температурой плавления в жидкой фазе меньше, чем скорость растворения вещества с более низкой температурой плавления, что объясняется зависимостью константы растворения от [c.57]

После образования прослойки жидкой фазы в ней по границам обоих контактирующих веществ возникают скачки концентраций, но состав затвердевающего расплава остается постоянным по всей прослойке и в среднем соответствует эвтектическому дли данной системы. Отмечается, что на третьем этапе контактно-реактивного плавления через прослойку жидкой фазы в приграничных участках контактирующих твердых веществ не происходит образования твердых растворов [12]. Это объясняется большей скоростью их растворения по сравнению со скоростью насыщения в твердом состоянии. [c.58]

Характерно, что при контакте чистых компонентов температура контактно-реактивного плавления (с точностью до 1%) такая же, как при контакте двух твердых растворов, но концентрация жидкости изменяется в пределах 10%. [c.59]

Особенности контактно-реактивного плавления веществ, образующих химические соединения. Контактно-реактивному плавлению веществ, образующих между собой химические соединения (рис. 15), в условиях изотермического контакта выше температуры плавления эвтектики предшествует образование прослоек соединений, входящих в эвтектику. [c.59]

Влияние скорости нагрева на температуру контактно-реактивного плавления обнаружено в системах Сё—5Ь, Си—5Ь, Си—Те, Си—Ве и других, в которых образуется по два-три химических [c.59]

В неизотермических условиях контакта веществ при достаточно быстром нагреве для предотвращения наступления контактно-реактивного плавления их при температуре ниже эвтектической достаточно ввести между ними химические соединения., например, плакированием, ионным напылением или в виде пасты (из напыленного слоя). [c.60]

Для проведения контактно- реактивной пайки при температурах ниже температуры плавления наиболее легкоплавкой эвтектики системы необходим неизотермический нагрев контактирующих веществ со скоростью, превышающей скорость возникновения зародышей химических соединений, входящих в эвтектику. [c.60]

Расположение материалов при контактно-реактивной пайке. Учитывая особенности контактно-реактивного плавления и пайки, а также возможности контактно-реактивного активирования и обеспечения высокой пластичности паяных швов, паяемый материал и контактирующие с ним прокладки и прослойки могут быть расположены перед пайкой, как показано на рис. 16. [c.62]

При контактно-реактивной пайке разнородных материалов процесс плавления должен проходить в стационарном режиме с обеспечением достаточно малой ширины паяного шва. Для этого пайка должна осуществляться под постоянно действующим давлением на соединяемые детали (рис. 16, 1а). [c.62]

Для предотвращения изменения размеров и формы соединяемых деталей при длительной выдержке при температуре пайки между А я В следует помещать прокладку из материала С с температурой автономного плавления существенно выше температуры пайки и не вступающего в контактно-реактивное плавление ни с Л, ни с В. Прокладку покрывают достаточно тонким слоем материала В со стороны детали состава А и материалом В со стороны детали состава А. Такая прокладка, при. условии отсутствия контакта между образовавшимися объемами жидкой фазы по обе стороны от нее во избежание массопереноса между деталями из Л и В, гарантирует от недопустимого развития химической эрозии паяемых материалов (рис. 16, Иа). [c.62]

Рис. 16- Схемы расположения перед контактно-реактивной пайкой поверхностей паяемых материалов А к В, способных к контактно-реактивному плавлению между

При вариантах расположения материалов бив (рис. 16) существенное значение имеет соотношение масс прослоек (покрытий) элементов, вступающих в контактно-реактивное плавление, а очередность нанесения покрытий должна обеспечивать успешное его протекание. При этом необходимо учитывать упругость испарения наносимого материала контактных покрытий в условиях пайки. Например, при пайке в вакууме прослойку марганца следует располагать между прослойками металлов с относительно малой упругостью испарения, например никеля или меди. [c.64]

Количество припоя, необходимое для заполнения зазора под углом а (рис. 17), определяется толщиной слоя металла покрытия ht, вступающего в контактно-реактивное плавление с паяемым материалом [c.64]

Вся оснастка для пайки в печи должна быть изготовлена из материалов, способных многократно выдерживать термический цикл пайки и не вступать в контактно-реактивное плавление с паяемым металлом и не взаимодействовать с флюсами. Резьба в прижимных приспособлениях должна иметь подвижную посадку для облегчения свинчивания гаек после пайки. Ленточные и проволочные опоры лучше изготовлять из нихрома (80 % N1 — 20 %Сг) и коррозионно-стойкой стали типа 18—8, а при флюсовой пайке — из инконеля. [c.229]

Покрытие перед пайкой паяемого металла или ленты среднеплавкого припоя жидкими оловянными слабо окисляющимися припоями осуществляют путем предварительного их лужения с применением механических или физических способов. Поверхностное натяжение на границе твердой и жидкой фаз изменяют путем микролегирования припоев поверхностно-активными веществами, а также использования при пайке активирующих покрытий, вступающих с паяемым металлом или припоем в контактное плавление (контактно-реактивное, контактное твердо-жидкое или контактно-твердогазовое). [c.174]

При пла- влении образца контактная планка последовательно включает два контакта, расположенных на фи1Кс.ированнам расстоянии один от другого. Время прохождения контактной планки между двумя контактами контролируется прибором 7. Экспериментальные данные (см. рис. 1) удовлетворительно совпадают с расчетной кривой и подтверждают, что количество жидкой фазы при контактно-реактивной пайке графита со сталями определяется содержанием углерода в стали. Процесс контактного плавления протекает с высокой скоростью для среднеуглеродистой стали она достигает 0,018 см/с. [c.178]

Таким образом, при контактно-реактивной пайке стали с графитом время образования жидкой фазы (время контактного плавления) и время пропитки примерно одинаковые. В зависимости от режима пайки (времени нагрева до температуры плавления, давления поджатия) ограничивать процесс пайки могут как скорость об-разоваршя жидкой фазы, так и скорость пропитки. При пайке сплавов стали с большим содержанием углерода самой медленной стадией будет пропитка расплавом пористой графитовой основы. [c.182]

Образец с припоем помещали в специальную установку, обеспечивающую нагрев, освещение и горизонтальное положение образца. Образец размером 40 X 40 X 3 из меди М1 был фрезерован по краям и правлен на прессе. В центре образца по стороне 40 X 40 снизу сверлили глухое отверстие для горячего спая термопары. Поверхность образца обрабатывали наждачным полотном (№ 280 перпендикулярно к направлению съемки), травлением (в 10%-ном водном растворе персульфата аммония) и полировкой. Перед загрузкой в печь поверхность образца обезжиривали и на нее помещали припой в виде компактного куска, объемом 64 и 300—400 мм флюса. При загрузке в печь образец укладывали на подложку из нержавеющей стали, расположенную на уровне съемки и нагретую до температуры пайки. Температуру образца замеряли хромель — алюмелевой термопарой. При температуре несколько ниже температуры начала плавления припоя включали кинокамеру и на секундомере фиксировали начало съемки. Контактный угол смачивания и линейный размер капли в процессе растекания определяли при проектировании кинопленки на экран (X 6). По времени, фиксированном на секундомере, и записи температуры определяли температуру в контакте медной пластины и припоя в различные моменты его растекания. Для исследования были выбраны три припоя РЬ (С-000), практически не взаимодействующий с медью и цинком, вытесняемым из реактивных флюсов 8п (ОВЧ-000)— способное к химическому взаимодействию с медью и контактно-реактивному плавлению с цинком припой П0С61 эвтектического состава (61% 8п, РЬ — остальное, Гпл = 183° С), слабее взаимодействующий с медью, чем олово. [c.81]

Высаживаемый из флюса Прима III 2п, 5п, РЬ и Си при нагреве выше температуры плавления их эвтектики (ниже 183° С) вступают в контактно-реактивное плавление образующийся при этом слой эвтектики (кайма) активизирует смачивание и растекание припоя, снижает температуру его плавления и смачивания. При пайке с флюсом Прима II заметное высаживание твердого цинка на меди наступает после расплавления припоев олова и П0С61, что сначала приводит к изменению на границе капли припоя соотношения поверхностных натяжений сгси, припой и Стси, флюс на оси, припой и сг2п, флюс и увеличение контактного угла смачивания. Высаживаемый из флюса цинк не взаимодействует со свинцом и поэтому не оказывает влияния на его смачивание и растекание. Максимальная скорость изменения краевого угла смачивания при неизотермическом процессе характеризует способности припоя к растеканию она наибольшая у П0С61 и наименьшая у свинца, соответственно, как и площади растекания. [c.84]

Припои, образующиеся при пайке. К этой группе относятся контактно-реактивные припои, получающиеся при контактно-реак-тивном плавлении паяемого материала с контактными прокладками или покрытиями или последних между собой контактные твердогазовые припои, образующиеся в результате плавления паяемого металла, контактных прокладок или покрытий в парах металлов или неметаллов, находящихся в атмосфере печи реактивно-флюсовые, образующиеся в результате вытеснения металлов из компонентов реактивных флюсов. [c.14]

Особенности контактно-реактивного плавления. Описанное впервые А. Галлоком и Ф. М. Флавитским в конце XIX в. плавле-54 [c.54]

Контактно-реактивному плавлению твердых кристаллических веществ как фазовому переходу первого рода должно предшествовать активизирование атомов контактирующих фаз на их межфазной границе. На начальной стадии процесса энергия активации контактирующих фаз повышается постепенно вследствие накопления потенциальной энергии и достигает максимума на гребне лабильного состояния. Малейшее повышение потенциальной энергии системы по месту контакта двух фаз выше требуемой энергии активации приводит к переходу системы в более стабильное состояние — метастабильное равновесие трех фаз двух твердых и жидкой, т. е. к плавлению. [c.55]

Явление контактно-реактивного плавления возможно лишь при нагреве контактирующих веществ несколько выше температуры плавления эвтектики или наиболее легкоплавкого сплава системы с непрерывным рядом твердых растворов с минимальной температурой плавления. Для наступления контактно-реактивного плавления достаточно, чтобы температура элементов в месте их контакта не намного превышала эвтектичс скую. Так, например, появление эвтектики при контакте легкоплавких металлов — свинца, олова, кадмия, висмута, цинка — наступает при перегреве на 0,9—1,2°С выше эвтектической температуры. Образование жидкой фазы при этом происходит очень быстро например, при контакте висмута и олова при температуре выше эвтектической на 2—3 °С — в течение 0,5 с. [c.55]

Контактно-реактивное плавление обычно начинается от мест контакта выступающих неровностей на соприкасающихся поверхностях деталей, и поэтому его фронт вначале состоит из отдельных сегментов, а впоследствии выравнивается в общую линию [15]. При дальнейшем развитии контактно-реактивного плавления жидкая фаза может возникать по границам зерен и по некоторым дефектам кристаллитов, что объясняется более высоким (на несколько порядков) значением коэффициентов граничной диффузии по сравнению с коэффициентами объемной диффузии. Образование жидкого расплава по границам зерен обычно имеет место у того из контактирующих металлов, в котором растворимость другого металла мала или в нем содержится достаточно большое количество растворимой примеси [19]. Эффект межзерен-ного контактно-реактивного плавления ослабляется с повышением температуры пайки. Это связывают с влиянием примесей на диффузионную подвижность атомов, например, олова в сплавах Сё—В1. [c.56]

Введение в контактирующие металлы других компонентов может ускорять или замедлять процесс контактно-реактивного плавления. При стационарном режиме наиболее ускоряют это 1 процесс "добавки компонентов, образующих с контактирующими металлами простые, особенно легкоплавкие, эвтектики. Компоненты, образующие с контактирующими металлами монотектики, химические соединения или более тугоплавкие эвтектики, могут тормозить процесс контактно-реактивного плавления.. [c.58]

По данным В. В. Жданова и А. П. Савинцева, при контактнореактивном плавлении олова с висмутом при введении в олово висмута, кадмия, свинца, цинка или таллия, образующих с ним эвтектики, скорость контактно-реактивного плавления повышается, а при введении серебра, сурьмы, цинка, образующих с оловом химические соединения,— понижается. [c.58]

С. Р. Малуфом показано, что для нестационарного режима контактно-реактивного плавления концентрация компонентов в прослойке жидкой фазы Сж в пределах погрешностей измерения (3%), по данным микрорентгенографического метода и метода послойного взвешивания, изменяется линейно линейная зависимость подтверждена также и для стационарных условий плавления. [c.58]

Контактно-реактивное активирование паяемых материалов. Процесс пайки металлов без флюса в окислительной среде возможен благодаря интенсивному процессу их контактно-реактивного плавления через несплошности в достаточно тонкой оксидной пленке, возникающие при нагреве. Причинами появ.пения таких несплошностей могут быть значительная разница в температурных коэффициентах линейного расширения оксидной пленки и паяемого материала нарушение сплошности пленки около включений инородных фаз сплава повышение давления газовой фазы некоторых компонентов паяемого материала под оксидной пленкой локальный механический разрыв оксидной пленки, fifi [c.60]

Особенно интенсивно контактно-реактивное плавление развивается по границе паяемого металла и оксидной пленки вследствие повышенной энергии этих мест. В результате пленка оказывается отделенной от твердого металла жидкой фазой и диспергирует вследствие ее несплошности. По смоченной жидкой эвтектикой поверхности паяемого металла хорошо растекается жидкий готовый припой, так как для этого случая 6 = 0 и выполняется условие растекания 0тт> <7тж+Ожг- Контактн(>реактивное подплавление конструкционного металла Мк под оксидной пленкой протекает более интенсивно, чем контактное твердожидкое плавление при пайке готовым припоем. [c.61]

При оценке пригодности металла покрытия для контактнореактивного активирования паяемого металла важнейшее значение имеет содержание в образующейся эвтектике основы паяемого материала и растворимость его в жидкой эвтектике при температуре пайки, а также упругость испарения компонентов покрытия. При большой упругости их испарения и высокой плотности оксидной пленки под действием давления паров в ней могут особенно интенсивно возникать несплошности, через которые и произойдет контактно-реактивное плавление. [c.61]

При контактно-реактивной пайке деталей из одинакового материала А контактирующий материал В можно применять в виде покрытия или прокладки (рис. 16, 16) или смеси (рис. 16, Пб) порошков (волокон), помещаемых в зазор. Время выдержки при температуре пайки не ограничено, так как процесс контактнореактивного плавления автоматически заканчивается после рас- [c.63]

Припой, применяемый при диффузионной пайке, может быть полностью или частично расплавляемым (композиционным) в некоторых случаях припой может образоваться в результате контактно-реактивного плавления соединяемого металла с одной или несколькими прослойками других металлов, нанесенных гальваническим способом, напылением и др., или уложенных в зазор между соединяемыми деталями, или в результате контактного твердогазового плавления. [c.70]

Контактно-реактивная пайка под давлением особенно удобна в том случае, если один из соединяемых металлов достаточно пластичен и при запрессовке может плотно заполнить полости на поверхности более твердого металла. При этом герметизируется граница их раздела, что предотвращает окисление поверхности соединяемых металлов при пайке на воздухе. К одной из первых разновидностей контактно-реактивной пайки под давлением следует отнести так называемую клиновую сварку , при которой алюминиевые и медные стержни соединяют при температуре несколько выше температуры плавления эвтектики А1 — Си. При этом избыток жидкой фазы, образовавшейся при контактнореактивном плавлении соединяемых металлов, выдавливается из зазора (контактно-реактивная пайка в стационарных условиях). Прочность получаемого соединения равна прочности алюминия. Такой способ удобен при пайке материалов, значительно отличающихся по твердости и температуре плавления. При этом заостренный конец должен иметь металлический стержень из металла с повышенными твердостью и температурой плавления. [c.77]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология