सुपरअ‍ॅलॉयजचे ब्रेझिंग

सुपरअ‍ॅलॉयजचे ब्रेझिंग

(१) ब्रेझिंग वैशिष्ट्यांसह सुपरअ‍ॅलॉय तीन श्रेणींमध्ये विभागले जाऊ शकतात: निकेल बेस, आयर्न बेस आणि कोबाल्ट बेस. त्यांच्याकडे चांगले यांत्रिक गुणधर्म, उच्च तापमानात ऑक्सिडेशन प्रतिरोध आणि गंज प्रतिरोधकता असते. निकेल बेस मिश्रधातू व्यावहारिक उत्पादनात सर्वाधिक वापरला जाणारा आहे.

सुपरअ‍ॅलॉयमध्ये जास्त Cr असते आणि Cr2O3 ऑक्साईड फिल्म जी काढणे कठीण असते ती गरम करताना पृष्ठभागावर तयार होते. निकेल बेस सुपरअ‍ॅलॉयमध्ये Al आणि Ti असतात, जे गरम केल्यावर ऑक्सिडायझेशन करणे सोपे असते. म्हणून, गरम करताना सुपरअ‍ॅलॉयचे ऑक्सिडेशन रोखणे किंवा कमी करणे आणि ऑक्साईड फिल्म काढून टाकणे ही ब्रेझिंग दरम्यान प्राथमिक समस्या आहे. फ्लक्समधील बोरॅक्स किंवा बोरिक अॅसिड ब्रेझिंग तापमानात बेस मेटलला गंज देऊ शकते, त्यामुळे अभिक्रियेनंतर निर्माण झालेला बोरॉन बेस मेटलमध्ये प्रवेश करू शकतो, ज्यामुळे इंटरग्रॅन्युलर घुसखोरी होते. उच्च Al आणि Ti सामग्री असलेल्या कास्ट निकेल बेस मिश्रधातूंसाठी, गरम अवस्थेत व्हॅक्यूम डिग्री ब्रेझिंग दरम्यान 10-2 ~ 10-3pa पेक्षा कमी नसावी जेणेकरून गरम करताना मिश्रधातूच्या पृष्ठभागावर ऑक्सिडेशन होऊ नये.

द्रावण मजबूत आणि वर्षाव मजबूत निकेल बेस मिश्रधातूंसाठी, ब्रेझिंग तापमान द्रावण उपचाराच्या गरम तापमानाशी सुसंगत असले पाहिजे जेणेकरून मिश्रधातू घटकांचे पूर्ण विरघळणे सुनिश्चित होईल. ब्रेझिंग तापमान खूप कमी आहे आणि मिश्रधातू घटक पूर्णपणे विरघळू शकत नाहीत; जर ब्रेझिंग तापमान खूप जास्त असेल, तर बेस मेटल ग्रेन वाढेल आणि उष्णता उपचारानंतरही भौतिक गुणधर्म पुनर्संचयित होणार नाहीत. कास्ट बेस मिश्रधातूंचे घन द्रावण तापमान जास्त असते, जे सामान्यतः खूप जास्त ब्रेझिंग तापमानामुळे भौतिक गुणधर्मांवर परिणाम करत नाही.

काही निकेल बेस सुपरअ‍ॅलॉय, विशेषतः वर्षाव-प्रबलित मिश्रधातूंमध्ये, ताण क्रॅक होण्याची प्रवृत्ती असते. ब्रेझिंग करण्यापूर्वी, प्रक्रियेत निर्माण होणारा ताण पूर्णपणे काढून टाकला पाहिजे आणि ब्रेझिंग दरम्यान थर्मल ताण कमी केला पाहिजे.

(२) ब्रेझिंग मटेरियल निकेल बेस अलॉयला सिल्व्हर बेस, प्युअर कॉपर, निकेल बेस आणि अॅक्टिव्ह सोल्डरने ब्रेझ करता येते. जेव्हा जॉइंटचे काम करणारे तापमान जास्त नसते तेव्हा सिल्व्हर बेस मटेरियल वापरले जाऊ शकते. अनेक प्रकारचे सिल्व्हर बेस सोल्डर आहेत. ब्रेझिंग हीटिंग दरम्यान अंतर्गत ताण कमी करण्यासाठी, कमी वितळणारे तापमान असलेले सोल्डर निवडणे चांगले. सिल्व्हर बेस फिलर मेटलसह ब्रेझिंगसाठी Fb101 फ्लक्सचा वापर केला जाऊ शकतो. Fb102 फ्लक्सचा वापर सर्वाधिक अॅल्युमिनियम सामग्रीसह पर्जन्यवृष्टी मजबूत सुपरअलॉय ब्रेझिंगसाठी केला जातो आणि 10% ~ 20% सोडियम सिलिकेट किंवा अॅल्युमिनियम फ्लक्स (जसे की fb201) जोडले जाते. जेव्हा ब्रेझिंग तापमान 900 ℃ पेक्षा जास्त असेल तेव्हा fb105 फ्लक्स निवडला जाईल.

व्हॅक्यूम किंवा संरक्षक वातावरणात ब्रेझिंग करताना, शुद्ध तांबे ब्रेझिंग फिलर धातू म्हणून वापरले जाऊ शकते. ब्रेझिंग तापमान ११०० ~ ११५० ℃ आहे, आणि सांधे ताण क्रॅकिंग निर्माण करणार नाहीत, परंतु कार्यरत तापमान ४०० ℃ पेक्षा जास्त नसावे.

निकेल बेस ब्रेझिंग फिलर मेटल हा सुपरअलॉयमध्ये सर्वात जास्त वापरला जाणारा ब्रेझिंग फिलर मेटल आहे कारण त्याची उच्च तापमान कार्यक्षमता चांगली असते आणि ब्रेझिंग दरम्यान ताण क्रॅक होत नाही. निकेल बेस सोल्डरमधील मुख्य मिश्रधातू घटक म्हणजे Cr, Si, B, आणि थोड्या प्रमाणात सोल्डरमध्ये Fe, W, इत्यादी देखील असतात. ni-cr-si-b च्या तुलनेत, b-ni68crwb ब्रेझिंग फिलर मेटल बेस मेटलमध्ये B चे इंटरग्रॅन्युलर घुसखोरी कमी करू शकते आणि वितळण्याचे तापमान अंतर वाढवू शकते. उच्च-तापमानाचे कार्यरत भाग आणि टर्बाइन ब्लेड ब्रेझिंगसाठी हे ब्रेझिंग फिलर मेटल आहे. तथापि, W-युक्त सोल्डरची तरलता खराब होते आणि सांधे अंतर नियंत्रित करणे कठीण होते.

सक्रिय प्रसार ब्रेझिंग फिलर धातूमध्ये Si घटक नसतो आणि त्यात उत्कृष्ट ऑक्सिडेशन प्रतिरोध आणि व्हल्कनायझेशन प्रतिरोध असतो. सोल्डरच्या प्रकारानुसार ब्रेझिंग तापमान ११५० ℃ ते १२१८ ℃ पर्यंत निवडले जाऊ शकते. ब्रेझिंगनंतर, बेस मेटल सारख्याच गुणधर्मांसह ब्रेझ्ड जॉइंट १०६६ ℃ प्रसार उपचारानंतर मिळवता येतो.

(३) ब्रेझिंग प्रक्रिया निकेल बेस अलॉय संरक्षक वातावरण भट्टी, व्हॅक्यूम ब्रेझिंग आणि क्षणिक द्रव फेज कनेक्शनमध्ये ब्रेझिंगचा अवलंब करू शकते. ब्रेझिंग करण्यापूर्वी, पृष्ठभाग डीग्रेझ करणे आणि सँडपेपर पॉलिशिंग, फेल्ट व्हील पॉलिशिंग, एसीटोन स्क्रबिंग आणि रासायनिक साफसफाईद्वारे ऑक्साईड काढून टाकणे आवश्यक आहे. ब्रेझिंग प्रक्रियेचे पॅरामीटर्स निवडताना, हे लक्षात घेतले पाहिजे की फ्लक्स आणि बेस मेटलमधील तीव्र रासायनिक अभिक्रिया टाळण्यासाठी गरम तापमान खूप जास्त नसावे आणि ब्रेझिंग वेळ कमी असावा. बेस मेटलला क्रॅक होण्यापासून रोखण्यासाठी, वेल्डिंगपूर्वी थंड प्रक्रिया केलेले भाग ताणमुक्त केले पाहिजेत आणि वेल्डिंग हीटिंग शक्य तितके एकसमान असावे. वर्षाव मजबूत केलेल्या सुपरअलॉयसाठी, भागांना प्रथम घन द्रावण उपचारांच्या अधीन केले पाहिजे, नंतर वृद्धत्व मजबूत करण्याच्या उपचारांपेक्षा किंचित जास्त तापमानात ब्रेझ केले पाहिजे आणि शेवटी वृद्धत्व उपचार केले पाहिजेत.

१) संरक्षक वातावरणाच्या भट्टीत ब्रेझिंग करण्यासाठी संरक्षक वातावरणाच्या भट्टीत ब्रेझिंग करण्यासाठी शिल्डिंग गॅसची उच्च शुद्धता आवश्यक असते. ०.५% पेक्षा कमी w (AL) आणि w (TI) असलेल्या सुपरअलॉयसाठी, हायड्रोजन किंवा आर्गॉन वापरल्यास दवबिंदू -५४ ℃ पेक्षा कमी असावा. जेव्हा Al आणि Ti चे प्रमाण वाढते तेव्हा, मिश्रधातूचा पृष्ठभाग गरम केल्यावरही ऑक्सिडायझ होतो. खालील उपाययोजना करणे आवश्यक आहे; थोड्या प्रमाणात फ्लक्स (जसे की fb105) घाला आणि फ्लक्ससह ऑक्साइड फिल्म काढून टाका; भागांच्या पृष्ठभागावर ०.०२५ ~ ०.०३८ मिमी जाडीचा लेप लावला जातो; ब्रेझ करायच्या असलेल्या मटेरियलच्या पृष्ठभागावर सोल्डरची आगाऊ फवारणी करा; बोरॉन ट्रायफ्लोराइड सारखा थोड्या प्रमाणात गॅस फ्लक्स घाला.

२) व्हॅक्यूम ब्रेझिंग व्हॅक्यूम ब्रेझिंगचा वापर चांगला संरक्षण प्रभाव आणि ब्रेझिंग गुणवत्ता मिळविण्यासाठी मोठ्या प्रमाणात केला जातो. सामान्य निकेल बेस सुपरअ‍ॅलॉय जॉइंट्सच्या यांत्रिक गुणधर्मांसाठी तक्ता १५ पहा. w (AL) आणि w (TI) 4% पेक्षा कमी असलेल्या सुपरअ‍ॅलॉयसाठी, पृष्ठभागावर 0.01 ~ 0.015 मिमी निकेलचा थर इलेक्ट्रोप्लेट करणे चांगले आहे, जरी विशेष प्रीट्रीटमेंटशिवाय सोल्डर ओले करणे सुनिश्चित केले जाऊ शकते. जेव्हा w (AL) आणि w (TI) 4% पेक्षा जास्त असतात, तेव्हा निकेल कोटिंगची जाडी 0.020.03 मिमी असेल. खूप पातळ कोटिंगचा कोणताही संरक्षणात्मक प्रभाव नसतो आणि खूप जाड कोटिंगमुळे जॉइंटची ताकद कमी होईल. वेल्डिंग करायचे भाग व्हॅक्यूम ब्रेझिंगसाठी बॉक्समध्ये देखील ठेवता येतात. बॉक्स गेटरने भरलेला असावा. उदाहरणार्थ, Zr उच्च तापमानात गॅस शोषून घेतो, जो बॉक्समध्ये स्थानिक व्हॅक्यूम तयार करू शकतो, अशा प्रकारे मिश्रधातूच्या पृष्ठभागाचे ऑक्सिडेशन रोखतो.

टेबल १५ ठराविक निकेल बेस सुपरअ‍ॅलॉयच्या व्हॅक्यूम ब्रेझ्ड जॉइंट्सचे यांत्रिक गुणधर्म

सुपरअ‍ॅलॉयच्या ब्रेझ्ड जॉइंटची सूक्ष्म रचना आणि ताकद ब्रेझिंग गॅपसह बदलते आणि ब्रेझिंगनंतर डिफ्यूजन ट्रीटमेंटमुळे जॉइंट गॅपचे जास्तीत जास्त स्वीकार्य मूल्य आणखी वाढेल. इनकोनेल अलॉयचे उदाहरण घेतल्यास, b-ni82crsib सह ब्रेझ केलेल्या इनकोनेल जॉइंटचे जास्तीत जास्त गॅप 1000 ℃ वर 1H साठी डिफ्यूजन ट्रीटमेंटनंतर 90um पर्यंत पोहोचू शकते; तथापि, b-ni71crsib सह ब्रेझ केलेल्या जॉइंटसाठी, 1H साठी 1000 ℃ वर डिफ्यूजन ट्रीटमेंटनंतर जास्तीत जास्त गॅप सुमारे 50um आहे.

३) क्षणिक द्रव फेज कनेक्शन क्षणिक द्रव फेज कनेक्शनमध्ये फिलर मेटल म्हणून इंटरलेयर मिश्रधातू (सुमारे २.५ ~ १०० um जाडी) वापरला जातो ज्याचा वितळण्याचा बिंदू बेस मेटलपेक्षा कमी असतो. कमी दाबाने (० ~ ०.००७mpa) आणि योग्य तापमानात (११०० ~ १२५० ℃), इंटरलेयर मटेरियल प्रथम वितळते आणि बेस मेटलला ओलावते. घटकांच्या जलद प्रसारामुळे, सांध्यावर समतापीय घनीकरण होते ज्यामुळे सांध्याची निर्मिती होते. ही पद्धत बेस मेटल पृष्ठभागाच्या जुळणी आवश्यकता मोठ्या प्रमाणात कमी करते आणि वेल्डिंग दाब कमी करते. क्षणिक द्रव फेज कनेक्शनचे मुख्य पॅरामीटर्स म्हणजे दाब, तापमान, होल्डिंग वेळ आणि इंटरलेयरची रचना. वेल्डमेंटच्या वीण पृष्ठभागाला चांगल्या संपर्कात ठेवण्यासाठी कमी दाब द्या. गरम तापमान आणि वेळेचा सांध्याच्या कामगिरीवर मोठा परिणाम होतो. जर सांधे बेस मेटलइतकेच मजबूत असण्याची आवश्यकता असेल आणि बेस मेटलच्या कामगिरीवर परिणाम करत नसेल, तर उच्च तापमान (जसे की ≥ 1150 ℃) आणि दीर्घ कालावधी (जसे की 8 ~ 24 तास) चे कनेक्शन प्रक्रिया पॅरामीटर्स स्वीकारले जातील; जर सांधेची जोडणी गुणवत्ता कमी झाली किंवा बेस मेटल उच्च तापमान सहन करू शकत नसेल, तर कमी तापमान (1100 ~ 1150 ℃) आणि कमी वेळ (1 ~ 8 तास) वापरला जाईल. इंटरमीडिएट लेयरने कनेक्टेड बेस मेटल कंपोझिशनला बेसिक कंपोझिशन म्हणून घेतले पाहिजे आणि त्यात B, Si, Mn, Nb इत्यादीसारखे वेगवेगळे कूलिंग एलिमेंट्स जोडले पाहिजेत. उदाहरणार्थ, Udimet मिश्रधातूची रचना ni-15cr-18.5co-4.3al-3.3ti-5mo आहे आणि ट्रान्झिएंट लिक्विड फेज कनेक्शनसाठी इंटरमीडिएट लेयरची रचना b-ni62.5cr15co15mo5b2.5 आहे. हे सर्व घटक Ni Cr किंवा Ni Cr Co मिश्रधातूंचे वितळण्याचे तापमान सर्वात कमी करू शकतात, परंतु B चा परिणाम सर्वात स्पष्ट आहे. याव्यतिरिक्त, B चा उच्च प्रसार दर इंटरलेयर मिश्रधातू आणि बेस मेटलमध्ये वेगाने एकरूपता आणू शकतो.