A legjobb keményforrasztási módszerek titánhoz és titánötvözetekhez

A titán és ötvözetei, amelyek olyan elemekből állnak, mint a vas, alumínium, vanádium és molibdén, kiváló fizikai és mechanikai tulajdonságokkal rendelkeznek, mint például nagy szilárdság, nagy hőállóság és jó korrózióállóság. Széles körben használják a csúcstechnológiás területeken, mint például a vegyiparban, a hajózásban, a szállításban, az orvostudományban, az építőiparban, a repülőgépiparban és a katonai iparban, és fontos könnyű szerkezeti anyagok. Közülük az űrrepülés fontos alkalmazási terület.
A titán és ötvözetei reaktív fémek, és széles körben használják a repülőgépiparban, a petrolkémiai iparban és a nukleáris iparban. A titán és ötvözetei keményforrasztásának fő problémái a következők:
① Stabil oxidfilm a felületen. A titán és ötvözetei erős affinitást mutatnak az oxigénhez, és könnyen képeznek stabil oxidfilmet a felületen, ami megakadályozza a keményforrasztó anyag nedvesedését és szétterülését. Ezért a keményforrasztás során el kell távolítani.
② Erősen felszívja a gázokat. A titán és ötvözetei hajlamosak hidrogént, oxigént és nitrogént felvenni a hevítési folyamat során, és minél magasabb a hőmérséklet, annál erősebb az abszorpció, ami a titán plaszticitásának és szívósságának éles csökkenéséhez vezet. Ezért a keményforrasztást vákuumban vagy inert atmoszférában kell végezni.
③ Könnyen képezhető intermetallikus vegyületek. A titán és ötvözetei a legtöbb keményforrasztóanyaggal reakcióba léphetnek, és rideg vegyületeket képezhetnek, amitől a kötések törékennyé válnak. Ezért a más anyagok keményforrasztására használt keményforrasztóanyag alapvetően nem alkalmas reaktív fémek keményforrasztására.
④ A szerkezet és a tulajdonságok hajlamosak a változásra. A titán és ötvözetei hevítés közben fázisátalakuláson és szemcsedurvuláson mennek keresztül. Minél magasabb a hőmérséklet, annál komolyabb a durvulás, ezért a magas hőmérsékletű keményforrasztás hőmérséklete nem lehet túl magas.
Összefoglalva, a titán és ötvözeteinek keményforrasztásakor ügyelni kell a forrasztási melegítési hőmérsékletre. Általában a keményforrasztási hőmérséklet nem haladhatja meg a 950-1000 fokot, és minél alacsonyabb a keményforrasztási hőmérséklet, annál kisebb a hatás az alapanyag tulajdonságaira. Edzett és edzett ötvözetek esetében a keményforrasztás is elvégezhető, feltéve, hogy nem lépi túl az öregedési hőmérsékletet.
A keményforrasztott kötésben az oxidáció, valamint az oxigén- és hidrogén-abszorpciós reakciók megelőzése érdekében a titánból és titánötvözetből készült keményforrasztást vákuumban és inert atmoszférában végzik, és lángforrasztást általában nem alkalmaznak. Vákuumos vagy klóros keményforrasztáskor nagyfrekvenciás hevítés, kemencefűtés és egyéb módszerek alkalmazhatók, amelyek gyors hevítési sebességgel és rövid tartási idővel rendelkeznek, ami vékonyabb vegyületréteget eredményez a határfelületi zónában és jobb hézagteljesítményt. Ezért a keményforrasztási hőmérsékletet és a tartási időt szabályozni kell, hogy a keményforrasztóanyag a résbe áramoljon.
A titán és ötvözeteinek keményforrasztása vákuumban és argonban az oka annak, hogy bár a titánnak nagy affinitása van az oxigénhez, 13,3 Pa vákuumban sima felületet kaphat a felületen lévő oxidfilm feloldódása miatt.
Argonatmoszférában végzett keményforrasztáskor, és a keményforrasztási hőmérséklet-tartomány 760-927 fok, nagy tisztaságú argonra van szükség a titán elszíneződésének megakadályozása érdekében. Általában folyékony argont használnak a hűtőközeg-tároló tartályokban, mert nagy tisztaságú.
Titán és titánötvözetek keményforrasztása során gyakran törékeny intermetallikus vegyületek képződnek a felületen vagy a keményforrasztási résben, ezáltal csökkentve a keményforrasztott kötés teljesítményét. A diffúziós kötés használható a keményforrasztott kötés teljesítményének javítására. A keményforrasztás során 50 μm vastag rézfóliát, nikkelfóliát vagy ezüstfóliát helyeznek a titánötvözetek közé, amelyek a titán és ezen fémek közötti érintkezési reakcióra támaszkodva Cu-Ti, Ni-Ti és Ag-Ti eutektikát képeznek. Ezután ezek a rideg intermetallikus vegyületek szétszóródnak. A diffúziós kötésű kötés viszonylag jó teljesítményt nyújt bizonyos hőmérsékleten és időben.
Ezenkívül a + -fázisú titánötvözetek lágyított, oldatkezelt vagy öregített állapotban is használhatók. Ha a keményforrasztás után izzításra van szükség, három séma áll rendelkezésre: keményforrasztás a lágyítás utáni izzítási hőmérsékleten vagy az alatt; keményforrasztás az izzítási hőmérséklet feletti hőmérsékleten, és szegmentált hűtési folyamat alkalmazása a keményforrasztási ciklusban a lágyító szerkezet kialakítása érdekében; és keményforrasztás az izzítási hőmérséklet feletti hőmérsékleten, majd lágyítás.