Интерметаллидная прослойка

Cтраница 4

В настоящее время практически невозможно паять без предварительного лужения или нанесения промежуточных покрытий алюминий и его сплавы с такими металлами как магний, цирконий, ниобий, тантал, молибден, вольфрам. Пайка алюминия с медью, ее сплавами, железом и сталью, никелем, титаном и его сплавами затруднена вследствие: 1) сложности выбора подходящего флюса или газовой среды; 2) интенсивного химического взаимодействия алюминия с некоторыми из этих металлов - медью, железом, никелем, приводящего к образованию в швах хрупких прослоев интерметаллидов и сильной эрозии паяемых металлов; 3) значительной разницы в коэффициентах термического расширения алюминия и этих металлов, приводящей к образованию значительных внутренних напряжений в швах и отслоению швов по хрупким интерметаллидным прослойкам. [46]

Составляющие металла наплавки и основной металл могут образовывать химические соединения, снижающие прочность соединения наплавленного слоя с основой. Например, наплавка титана на железные сплавы всегда приводит к появлению слоя хрупких интерметаллидов, снижающих прочность связи наплавки с основным металлом. Интерметаллидные прослойки такого типа образуются уже в процессе наплавки, особенно в зоне переменного состава - вблизи границы сплавления, либо за счет диффузионных процессов при длительном нагреве ( например, при наплавке изделия с предварительным нагревом) и от последующих нагревов в многослойных наплавках, либо при термической обработке, а также при эксплуатации наплавленных изделий при повышенных температурах. В некоторых случаях интерметаллиды образуются очень быстро. Так, при сварке взрывом соединения сталь-титан участки таких интерметаллидов в месте соединения обнаруживаются иногда даже без последующих нагревов. [47]

При пайке сталей наиболее часто применяют оловянно-свинцовые припои: ПОССу 40 - 0 5; ПОС 61, олово. В соединениях, паянных этими припоями, на границе раздела припой - основной металл может образоваться прослойка хрупкой интерметаллидной фазы FeSn2, которая ослабляет шов. Не допускается перегрев припоя, гак как это увеличивает толщину интерметаллидной прослойки, повышается пористость паяных швов и прочность соединений снижается. [48]

Как видим, свойства титана и группы тугоплавких металлов весьма отличны от свойств железа. Следствием существенной разницы в кристаллохимических свойствах является малая растворимость этих металлов ( особенно тугоплавких) в железе и склонность образовывать с ним твердые и хрупкие интерметаллические соединения. Следовательно, по мере перехода в соединении от стали к титану меняется состав интерметаллидной прослойки, она обедняется железом и обогащается титаном. С увеличением же толщины такой прослойки, твердость которой высока, снижаются прочность и пластические свойства сварного соединения. Поэтому в сварных сталети-тановых соединениях допустимы лишь прослойки толщиной не более 1 мкм. [49]

Герметизация пайкой широко распространена для металлостеклянных корпусов. В качестве припоя применяется ПОС-61. Несмотря на широкое распространение и простоту технологического процесса, этот метод имеет существенные недостатки; при пайке необходимо применение флюса, загрязняющего герметизируемую полость, что может привести к ухудшению параметров микросхем или выходу из строя; необходимо покрытие спаиваемых деталей золотом; взаимодействие припоя с золотым покрытием корпуса и крышки приводит к появлению интерметаллидных прослоек и в дальнейшем - к разгерметизации. Этот процесс протекает особенно интенсивно при температурах выше 373 К. Таким образом, герметизация олово-свинцовым припоем не является перспективным и надежным методом. Пайка свинцово-серебряными припоями менее технологична и также требует применения флюсов. Такой припой обладает более низкой растекаемостью, большой пористостью, более высокой температурой герметизации. [50]

Схема сварки стыкового ( а и таврового ( б титан-алюминиевого соединения. [51]

Сваривали технический титан ВТ1 - 1, а также сплавы ОТ4 и ВТ5 - 1 с алюминием АД1 и сплавом АМгб толщиной 1; 1 5; 2; 3 и 6 мм. Полученные по этой технологии сварные соединения удовлетворительно сформированы, проплавление кромок полное при хорошем формировании обратной стороны шва, которое обеспечивается специальной подкладкой. Установлено, что охрупчивающие интерметаллидные прослойки по линии контакта двух металлов отсутствуют, расплавления титана и его перемешивания с алюминием не происходит. [52]

При сварке плавлением и пайко-сварке процессы зарождения и роста интерметаллид-ной прослойки идут значительно интенсивнее. При формировании соединения существенным является смачивание твердой стали алюминием. После смачивания идет процесс растворения железа в жидком алюминии. Установлено, что образующаяся при растворении фаза Ре2А15 может переходить в расплав в виде кристаллов и растворяться. При этом скорость роста промежуточного слоя больше скорости растворения, что делает невозможным получение соединения без интерметаллидных прослоек. [53]

При начальном напряжении 20 МПа большая часть напряжений в исследуемых припоях релаксирует за первые 20 - 30 мин. При начальном напряжении 50 МПа релаксация идет интенсивнее. При температуре 20 - 300 С релаксирует не более 15 %, а при 400 - 700 С 20 - 95 % остаточных напряжений. Наибольшая часть напряжений релаксирует в первые 10 - 30 мин действия нагрузки. Длительную прочность легкоплавких припоев повышают изменением состава - насыщением в оптимальном количестве термически устойчивыми интерметаллидными включениями. Например, для оловянно-свинцовых припоев используют добавки сурьмы и серебра. Основой этих припоев является олово, поэтому кинетика образования интерметаллидных прослоек в ПС этих припоев одинакова. [54]

Страницы: 1 2 3 4