1. Материал за спояване
(1) Титанът и неговите базови сплави рядко се запояват с мек припой. Използваните за запояване добавъчни метали включват главно сребърна основа, алуминиева основа, титанова основа или титаниево-циркониева основа.
Припой на основата на сребро се използва главно за компоненти с работна температура под 540 ℃. Съединенията, използващи спойка от чисто сребро, имат ниска якост, лесни са за напукване и лоша устойчивост на корозия и окисление. Температурата на запояване на спойката Ag-Cu е по-ниска от тази на среброто, но омокряемостта намалява с увеличаване на съдържанието на Cu. Припоят Ag-Cu, съдържащ малко количество Li, може да подобри омокряемостта и степента на легиране между спойката и основния метал. Припоят AG Li се характеризира с ниска точка на топене и силна редуцируемост. Подходящ е за запояване на титан и титанови сплави в защитна атмосфера. Въпреки това, вакуумното запояване ще замърси пещта поради изпаряването на Li. Ag-5al-(0.5 ~ 1.0)Mn пълнител е предпочитаният пълнител за тънкостенни компоненти от титаниеви сплави. Споената връзка има добра устойчивост на окисление и корозия. Якостта на срязване на съединенията от титан и титанови сплави, запоени със пълнител на основата на сребро, е показана в Таблица 12.
Таблица 12 параметри на процеса на запояване и якост на съединението на титан и титанови сплави
Температурата на запояване на алуминиевата спойка е ниска, което не води до β-фазова трансформация на титаниевата сплав, което намалява изискванията за избор на материали и конструкции за спояване. Взаимодействието между пълнителния метал и основния метал е ниско, разтварянето и дифузията не са очевидни, но пластичността на пълнителния метал е добра и е лесно да се валцува пълнителният метал и основният метал заедно, така че е много подходящ за запояване на радиатори от титаниева сплав, структури тип „пчелна пита“ и ламинатни структури.
Флюсовете на базата на титан или титанов цирконий обикновено съдържат Cu, Ni и други елементи, които могат бързо да дифундират в матрицата и да реагират с титана по време на запояване, което води до корозия на матрицата и образуване на крехък слой. Следователно, температурата на запояване и времето на задържане трябва да бъдат стриктно контролирани по време на запояване и не трябва да се използват за запояване на тънкостенни конструкции, доколкото е възможно. B-ti48zr48be е типичен TiZr припой. Той има добра омокряемост от титан и основният метал няма тенденция към растеж на зърната по време на запояване.
(2) Метали за спояване на цирконий и базови сплави. Спояването на цирконий и базови сплави включва главно b-zr50ag50, b-zr76sn24, b-zr95be5 и др., които се използват широко при запояване на тръби от циркониеви сплави на ядрени реактори.
(3) Флюсът за запояване и защитната атмосфера на титан, цирконий и базови сплави могат да постигнат задоволителни резултати във вакуум и инертна атмосфера (хелий и аргон). За запояване с аргонова защита трябва да се използва аргон с висока чистота, а точката на оросяване трябва да бъде -54 ℃ или по-ниска. За пламъчно запояване трябва да се използва специален флюс, съдържащ флуорид и хлорид на метали Na, K и Li.
2. Технология на запояване
Преди запояване, повърхността трябва да бъде старателно почистена, обезмаслена и оксидният филм да бъде отстранен. Дебелият оксиден филм се отстранява механично, чрез пясъкоструене или чрез баня с разтопена сол. Тънкият оксиден филм може да се отстрани в разтвор, съдържащ 20% ~ 40% азотна киселина и 2% флуороводородна киселина.
Не се допуска Ti, Zr и техните сплави да влизат в контакт с въздуха върху повърхността на съединението по време на запояване. Запояването може да се извършва под защитата на вакуум или инертен газ. Може да се използва високочестотно индукционно нагряване или нагряване в защита. Индукционното нагряване е най-добрият метод за малки симетрични части, докато запояването в пещ е по-изгодно за големи и сложни компоненти.
Ni, Cr, W, Mo, Ta и други материали трябва да се избират като нагревателни елементи за запояване на Ti, Zr и техните сплави. Не трябва да се използва оборудване с открит графит като нагревателни елементи, за да се избегне замърсяване с въглерод. Приспособлението за запояване трябва да е изработено от материали с добра якост при високи температури, подобен коефициент на термично разширение на Ti или Zr и ниска реактивност с основния метал.
Време на публикуване: 13 юни 2022 г.