Zeramika eta metalen soldadura

1. Brazagarritasuna

Zaila da zeramikazko eta zeramikazko, zeramikazko eta metalezko osagaiak brasatzea.Soldadura gehienek bola bat osatzen dute zeramikazko gainazalean, bustitze gutxirekin edo batere gabe.Zeramika busti dezakeen brasatzeko betegarri-metalak oso erraza da konposatu hauskorrak (adibidez, karburoak, siliziuroak eta konposatu ternarioak edo aldagai anitzekoak) osatzea giltzadura-interfazean brasatzean.Konposatu horien existentziak junturaren propietate mekanikoetan eragiten du.Horrez gain, zeramika, metal eta soldaduraren arteko hedapen termikoko koefizienteen alde handia dela eta, hondar-esfortzua egongo da juntaduran, soldadura-tenperatura giro-tenperaturara hoztu ondoren, eta horrek junturak pitzadura eragin dezake.

Soldadura zeramikazko gainazalean hezegarritasuna hobetu daiteke soldadura arruntari metal aktiboak gehituz;Tenperatura baxuak eta denbora laburrean brasatzeak interfazearen erreakzioaren eragina murrizten du;Loturaren tentsio termikoa murrizten da juntura-forma egoki bat diseinatuz eta geruza bakarreko edo anitzeko metal bat erabiliz tarteko geruza gisa.

2. Soldadura

Zeramika eta metala hutsean edo hidrogeno eta argon labean konektatzen dira normalean.Ezaugarri orokorrez gain, hutseko gailu elektronikoetarako brasatzeko betegarri-metalak baldintza berezi batzuk ere izan beharko lituzke.Esate baterako, soldadurak ez luke lurrun-presio handia sortzen duten elementurik eduki behar, ihes dielektrikorik eta gailuen pozoitze katodorik eragin ez dezaten.Orokorrean zehazten da gailua lanean ari denean, soldaduraren lurrun-presioa ez dela 10-3pa baino handiagoa izango, eta edukitako lurrun-presio handiko ezpurutasunak ez direla %0,002 ~ %0,005 baino handiagoa izango;Soldaduraren w (o) ez da % 0,001 baino handiagoa izango, hidrogenoan brasatzean sortzen den ur-lurruna saihesteko, eta horrek soldadura-metal urtuaren zipriztinak eragin ditzake;Gainera, soldadurak garbi eta gainazaleko oxidorik gabe egon behar du.

Zeramikazko metalizazioaren ondoren brasatzen denean, kobrea, oinarria, zilarrezko kobrea, urrezko kobrea eta beste aleazio brasatzeko betegarrizko metalak erabil daitezke.

Zeramika eta metalak zuzenean brasatzeko, Ti eta Zr elementu aktiboak dituzten brasatzeko betegarri-metalak aukeratuko dira.Betegarrizko metal bitarrak Ti Cu eta Ti Ni dira batez ere, 1100 ℃-tan erabil daitezkeenak.Soldadura ternarioen artean, Ag Cu Ti (W) (TI) da gehien erabiltzen den soldadura, hainbat zeramika eta metalen soldadura zuzena egiteko erabil daitekeena.Betegarri metal ternarioa paperarekin, hautsarekin edo Ag Cu betegarri eutektikoarekin Ti hautsarekin erabil daiteke.B-ti49be2 brasatzeko betegarri metalak altzairu herdoilgaitzaren antzeko korrosioarekiko erresistentzia du eta lurrun-presio baxua du.Hutsean zigilatzeko junturetan hauta daiteke lehentasunez, oxidazioaren eta isurketen erresistentzia duten.Ti-v-cr soldaduran, urtze-tenperatura baxuena da (1620 ℃) ​​w (V) % 30 denean, eta Cr gehitzeak eraginkortasunez murrizten du urtze-tenperatura-tartea.Cr-rik gabeko B-ti47.5ta5 soldadura alumina eta magnesio oxidoaren soldadura zuzena egiteko erabili da, eta bere juntagailuak 1000 ℃ giro-tenperaturan lan egin dezake.14. taulak zeramika eta metalaren arteko zuzeneko konexiorako fluxu aktiboa erakusten du.

14. Taula zeramikazko eta metalezko brasetarako brasatze-metal aktiboak

2. Brazing teknologia

Aurre metalizatutako zeramikak purutasun handiko gas geldoan, hidrogenoan edo hutsean salda daitezke.Hutsean brasatzea, oro har, metalizaziorik gabeko zeramika zuzenean brasatzeko erabiltzen da.

(1) Brasing prozesu unibertsala zeramika eta metalaren soldadura prozesu unibertsala zazpi prozesutan bana daiteke: gainazaleko garbiketa, itsatsi estaldura, zeramikazko gainazaleko metalizazioa, nikelezko xaflaketa, soldadura eta soldadura osteko ikuskapena.

Gainazalaren garbiketaren helburua oinarrizko metalaren gainazalean olio-orbanak, izerdi-orbanak eta oxido-filmak kentzea da.Lehenik eta behin metalezko piezak eta soldadura deskoipeztatu behar dira, ondoren oxido-filma azido edo alkalino garbiketaz kendu, ur jarioarekin garbitu eta lehortu.Baldintza handiak dituzten piezak hutseko labean edo hidrogenozko labean tratatuko dira (ioi bonbardaketa metodoa ere erabil daiteke) piezen gainazala arazteko tenperatura eta denbora egokian.Garbitutako zatiak ez dira objektu koipetsuekin edo esku hutsekin ukituko.Berehala hurrengo prozesuan edo lehorgailuan sartuko dira.Ez dira denbora luzez airearen eraginpean egongo.Zeramikazko piezak azetonarekin eta ultrasoinuekin garbituko dira, ur jarioarekin garbitu eta, azkenik, bi aldiz irakiten ur deionizatuarekin 15 minutuz.

Pasta estaldura zeramikazko metalizazio prozesu garrantzitsu bat da.Estaldura bitartean, zeramikazko gainazalean metalizatu beharreko eskuila edo itsatsi estaldura makina batekin aplikatzen da.Estalduraren lodiera, oro har, 30 ~ 60 mm-koa da.Orokorrean, pasta metalezko hauts hutsetik prestatzen da (batzuetan metal oxido egokia gehitzen da) 1 ~ 5um inguruko partikula eta itsasgarri organikoarekin.

Itsatsitako zeramikazko zatiak hidrogeno-labe batera bidaltzen dira eta hidrogeno hezearekin edo amoniako pitzatuarekin sinterizatzen dira 1300 ~ 1500 ℃-tan 30 ~ 60 minutuz.Hidruroz estalitako zeramikazko piezen kasuan, 900 ℃ inguru berotuko dira hidruroak deskonposatzeko eta zeramikazko gainazalean geratzen den metal edo titanio (edo zirkonio) puruarekin erreakzionatzeko, zeramikazko gainazalean estaldura metalikoa lortzeko.

Mo Mn metalizatutako geruzarako, soldadurarekin bustitzeko, 1,4 ~ 5um-ko nikel-geruza bat electroplated edo nikel hauts geruza batekin estali behar da.Brasatzeko tenperatura 1000 ℃ baino baxuagoa bada, nikel-geruza hidrogeno-labe batean aldez aurretik sinterizatu behar da.Sinterizazio tenperatura eta denbora 1000 ℃ /15 ~ 20min dira.

Tratatutako zeramika pieza metalikoak dira, altzairu herdoilgaitzezko edo grafitozko eta zeramikazko moldeekin osotasunean bilduko direnak.Soldadura junturetan instalatuko da, eta pieza garbi mantendu behar da eragiketa osoan zehar, eta ez da esku hutsez ukituko.

Soldadura argon, hidrogeno edo hutseko labe batean egingo da.Brasatzeko tenperatura brasatzeko betegarri-metalaren araberakoa da.Zeramikazko piezen pitzadurak saihesteko, hozte-abiadura ez da azkarregia izango.Horrez gain, brasatzeak presio jakin bat ere aplika dezake (0,49 ~ 0,98 mpa inguru).

Gainazaleko kalitatearen ikuskapenaz gain, soldadura brasatuek shock termiko eta propietate mekanikoen ikuskapena ere jasan beharko dute.Hutseko gailuetarako zigilatzeko piezak ere ihesaren proba egin behar dute dagokien araudiaren arabera.

(2) Zuzeneko soldadura zuzenean brasatzen denean (metal aktiboaren metodoa), lehenik eta behin garbitu zeramikazko eta metalezko soldaduren gainazala, eta gero muntatu.Osagaien materialen hedapen termikoko koefiziente ezberdinek eragindako pitzadurak saihesteko, buffer-geruza (txapa metalikoen geruza bat edo gehiago) soldadura artean biratu daiteke.Brasatzeko betegarrizko metala bi soldadurren artean estutu behar da edo hutsunea brasatzeko betegarrizko metalarekin betetzen den posizioan kokatuko da, eta, ondoren, soldadura hutsean soldadura arrunta bezala egingo da.

Brasing zuzenerako Ag Cu Ti soldadura erabiltzen bada, hutsean brasatzeko metodoa hartuko da.Labean huts-gradua 2,7 × 10-3pa-ra berotzen hasten denean, tenperatura azkar igo daiteke une honetan;Tenperatura soldaduraren urtze-puntutik hurbil dagoenean, tenperatura poliki-poliki igo behar da soldadura zati guztien tenperatura berdina izan dadin;Soldadura urtzen denean, tenperatura azkar igoko da brasatzeko tenperaturara, eta eusteko denbora 3 ~ 5min izango da;Hoztean, poliki-poliki hoztu behar da 700 ℃ baino lehen, eta naturalki hoztu daiteke labearekin 700 ℃ ondoren.

Ti Cu soldadura aktiboa zuzenean brasatzen denean, soldadura forma Cu papera gehi Ti hautsa edo Cu zatiak gehi Ti papera izan daiteke, edo zeramikazko gainazala Ti hautsarekin eta Cu paperarekin estali daiteke.Brasatu aurretik, metalezko pieza guztiak hutsean desgasifikatuko dira.Oxigenorik gabeko kobrearen desgasifikazio-tenperatura 750 ~ 800 ℃ izango da, eta Ti, Nb, Ta, etab. 900 ℃tan desgasifikatuko dira 15 minutuz.Une honetan, huts-gradua ez da 6,7 ​​× 10-3Pa baino txikiagoa izango。 Brasing zehar, muntatu elementuak soldatu beharreko osagaiak, berotu hutseko labean 900 ~ 1120 ℃-ra eta eusteko denbora 2 ~ da. 5min.Brasing prozesu osoan zehar, huts-gradua ez da 6,7 ​​× 10-3Pa baino txikiagoa izango.

Ti Ni metodoaren brasatze-prozesua Ti Cu metodoaren antzekoa da, eta brasatzeko tenperatura 900 ± 10 ℃ da.

(3) Oxidoaren soldadura oxidoaren metodoa oxidoaren soldadura urtzean sortutako beira fasea erabiliz, zeramikatan infiltratu eta metalaren gainazala bustitzeko, konexio fidagarria lortzeko metodoa da.Zeramika zeramika eta zeramika metalekin lotu ditzake.Oxidoa brasatzeko betegarriko metalak batez ere Al2O3, Cao, Bao eta MgOz osatuta daude.B2O3, Y2O3 eta ta2o3 gehituz, hainbat urtze-puntu eta hedapen-koefiziente lineal dituzten betegarrizko metalak brasatzea lor daiteke.Gainera, osagai nagusi gisa CaF2 eta NaF duten fluorurozko brasadurazko betegarrizko metalak ere erabil daitezke zeramika eta metalak konektatzeko, sendotasun handiko eta beroarekiko erresistentzia handiko juntak lortzeko.