Способ контактно-реактивной пайки медно-стальных конструкций

 

Использование: изобретение относится к пайке, в частности к способам контактно-реактивной пайки медно-стальных конструкций. Сущность изобретения. На подготовленные к пайке поверхности наносят слои металла, образующего припой. При этом на поверхность бронзы сначала наносят слой меди, а затем слой марганца, а на поверхность стали сначала наносят слой никеля, а затем слой меди. Затем соединение герметизируют и помещают в печь, заполненную инертным газом. Осуществляют нагрев и выдержку до получения паянного соединения. После чего охлаждают в печи до 250-300^oC и вынимают.

Изобретение относится к пайке медно-стальных конструкций, в частности из бронзы и стали, и может найти применение в различных отраслях машиностроения.

Известен способ пайки меди со сталью, который предусматривает нанесение металла, образующего припой по меньшей мере на одну из поверхностей, с последующим сдавливанием паяемого узла и термообработку в течение 10-200 мин в среде чистого защитного газа или в вакууме под давлением 1 ПА и 850-1080^oC до образования сплава припоя, при этом в качестве металла, образующего припой, используют олово, индий или марганец [1] Недостатком такой технологии является то, что получают паяное соединение с недостаточно высокой термической прочностью, поскольку при высоких температурах из паяного шва улетучивается марганец, появляется хрупкость.

Наиболее близким к изобретению является известный способ контактно-реактивной пайки медно-стальных конструкций, включающий размещение в местах спая медного, палладиевого и серебряного слоев, приведение их в соприкосновение, нагрев и охлаждение [2] Однако данный способ требует использования дорогостоящих и дефицитных металлов, серебра и палладия, а также припой обладает невысокой термической прочностью.

Задачей изобретения является повышение высокотемпературной прочности соединения, коррозионной стойкости, а также удешевление процесса получения соединения бронзы со сталью. Для этого в способе контактно-реактивной пайки медно-стальных конструкций, преимущественно из бронзы и стали, включающем нанесение металла, образующего припой, на каждую из соединяемых поверхностей, сдавливание паяемого соединения, нагрев и последующую выдержку до получения паяного соединения, в качестве металлов, образующих припой, используют медь, никель и марганец, при этом на поверхность бронзы сначала наносят слой меди и затем слой марганца, а на поверхность стали сначала слой никеля, а затем слой меди.

Технология способа состоит в следующем.

Осуществляют пайку телескопического соединения. Сначала выполняют подготовку поверхностей соединения под нанесение покрытий припоев. Затем на поверхность бронзовой детали на места спаев наносят слой меди толщиной 15-20 мкм и слой марганца толщиной 3-5 мкм. На поверхность стальной детали наносят слой никеля толщиной 1-2 мкм и слой меди толщиной 10-20 мкм. После этого собирают детали друг с другом и осуществляют герметизацию путем сварки торцев. Проводят вакуумирование внутренней полости до 10^-2 мм рт.ст. Помещают подготовленную к пайке сборку в печь, заполненную инертным газом, например аргоно-гелиевой смесью, создают давление 0-5 кгс/см² и нагревают до 800+10^oC, выдерживая при этой температуре в течение 10-15 мин для выбора зазора в соединении. Далее нагревают до температуры 920-950^oC и выдерживают 30 мин. А затем с целью предотвращения окисления охлаждают до T=250-300^oC и вынимают из печи, и охлаждают на воздухе.

Полученное при этом паяное соединение имеет прочность шва на уровне прочности соединяемых материалов, высокую коррозионную стойкость и пластичность, а также высокую усталостную прочность, т.е. приобретает способность выдерживать вибронагрузки.

Формула изобретения

Способ контактно-реактивной пайки медно-стальных конструкций, преимущественно из бронзы и стали, при котором на каждую из соединяемых поверхностей наносят слои металла, образующего припой, сдавливают их, нагревают до температуры пайки, выдерживают до получения паяного соединения и охлаждают, причем в качестве одного из металлов, образующего припой, используют медь, отличающийся тем, что на соединяемые поверхности наносят дополнительно слои никеля и марганца, при этом на поверхность бронзы наносят сначала слой меди, затем слой марганца, а на поверхность стали наносят сначала слой никеля, а затем слой меди.