Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКИ КОНСТРУКЦИОННОЙ КЕРАМИКИ
ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКИ КОНСТРУКЦИОННОЙ КЕРАМИКИ

ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКИ КОНСТРУКЦИОННОЙ КЕРАМИКИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: пайка конструкционной керамики на основе окиси алюминия, карбида и нитрила кремния. Сущность изобретения: припой содержит следующие компоненты, мас. % : титан - 13 - 17; никель - 4 - 6; церий 3 - 7; кремний - остальное. 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2012465
Класс(ы) патента: B23K35/30
Номер заявки: 4952446/08
Дата подачи заявки: 28.06.1991
Дата публикации: 15.05.1994
Заявитель(и): Научно-исследовательский институт технологии машиностроения
Автор(ы): Суслов А.А.; Благутина Л.Л.
Патентообладатель(и): Научно-исследовательский институт технологии машиностроения
Описание изобретения: Изобретение относится к пайке, в частности к составу припоя для соединения конструкционной керамики на основе окиси алюминия, карбида и нитрида кремния.
Известны припои для пайки керамики на металлической основе - меди, медь-титана, серебра и т. д. - [1] .
Недостатком известных припоев является то, что соединения, паянные этими припоями, работоспособны до температуры 700оС.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является припой на основе кремния для пайки конструкционной керамики, в состав которой входит один или несколько металлов (Fe, Au, Ni, Pd, Pt, Cr, Ti) - [2] .
В качестве прототипа выбран припой следующего состава, мас. % :
75,5 Si + 19,5 Ti + 5 Ni.
Прочность соединения керамики, паянного этим припоем, составляет 8 - 12 кг/мм2.
Недостатком этого припоя является относительно низкая жаропрочность паяных соединений при температуре свыше 700оС, не превышающая 30% прочности паяемой керамики.
Целью изобретения является повышение жаропрочности паяных соединений.
Поставленная цель достигается тем, что в известный припой, содержащий кремний, титан и никель, в качестве упрочняющей добавки введен церий при следующем соотношении компонентов, мас. % : Титан 13 - 17 Никель 4 - 6 Церий 3 - 7 Кремний Остальное.
Церий обладает высокой активностью по отношению к кислороду, углероду, азоту, образуя с ними тугоплавкие соединения.
Введенный в припой церий активно взаимодействует с паяемой керамикой, образуя тугоплавкие интерметаллиды, которые распределяясь в паяном шве, обеспечивают повышение жаропрочности.
Прочность соединения, паянного предлагаемым припоем системы Si-Ti-Ni-Ce, составляет 17-21 кг/мм2 при температуре 1100оС.
При содержании церия менее 3% не проявляется в полной мере эффект повышения жаропрочности паяных соединений, а содержание церия более 7% приводит к образованию большого количества интерметаллидов, что приводит к охрупчиванию соединения.
Таким образом, данный состав припоя придает паяному соединению новые свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения критерию "существенные отличия".
Получаемый припой можно использовать в виде порошка (измельчением слитка) или путем нанесения его на керамику методом термовакуумного испарения.
Пайку керамики предлагаемым припоем производят в вакуумных печах со степенью разрежения порядка 10-5 мм рт. ст.
С целью проверки жаропрочности паяных соединений были изготовлены припои системы Si-Ti-Ni с минимальным, максимальным и оптимальным содержанием легирующей добавки (церия).
В качестве паяемого материала использовали керамику на основе карбида кремния марки ОТМ 912. Оценку качества пайки производили на стыковых образцах размером 6 х 6 х 25 мм.
Заданный состав припоя наносили на поверхность керамики методом магнетронного испарения. Толщина нанесенного слоя составляла 15-20 мкм.
Пайку производили в вакуумных печах при температуре 1360-1400оС, остаточное давление 1-5 ˙10-5 мм рт. ст.
Испытания спаянных стыковых образцов осуществляли путем 3-х точечного изгиба в вакууме при температуре 1100оС.
Химический состав припоев и результаты механических испытаний паяных соединений в сравнении с известным припоем представлены в таблице.
Применение предлагаемого состава припоя для пайки конструкционной керамики обеспечивает повышение жаропрочности паяного соединения, что позволяет снизить вес паяемых узлов на 30-40% и значительно улучшить эксплуатационные характеристики.
Формула изобретения: ПРИПОЙ ДЛЯ ПАЙКИ КОНСТРУКЦИОННОЙ КЕРАМИКИ, содержащий кремний, титан и никель, отличающийся тем, что, с целью повышения жаропрочности паяного соединения, он содержит церий при следующем соотношении компонентов, мас. % :
Титан 13 - 17
Никель 4 - 6
Церий 3 - 7
Кремний Остальное