發(fā)布人:管理員 發(fā)布時間:2022-10-28
為了完成這種基于TiNi的合金真空擴散焊接方法,包括從氧化物中清潔連接產(chǎn)品的表面,使它們與真空中的加熱接觸,施加壓力和時效,擴散焊接過程分2個階段進行,第一階段進行加熱至900-1100°C, 施加35-100 MPa的壓力并進行暴露10-60分鐘,排出第二階段并進行加熱至1120-1200°C,暴露60-120分鐘。
在第一階段擴散粘接過程中,塑性變形過程是在焊接區(qū)域,形成物理和化學暴露,在連接表面之間的擴散過程;第二個 - 是重結晶的過程和在焊接區(qū)形成新的共同晶粒的過程。
所制備的偶聯(lián)產(chǎn)物以機械方式和/或化學方式除去表面上的氧化膜。
壓縮壓力的原型方法是根據(jù)表面緊密接觸的形成來選擇的,直到焊接區(qū)孔隙消失并且表面上氧化膜可能破壞,并且為10-30 MPa。選擇焊接接頭形成的條件與擴散鍵合過程的理論概念,其中擴散焊接需要施加壓力,確保物理接觸表面,原子之間的化學鍵,抓取表面和本體擴散過程的流動的原子間距離上的表面收斂。這種變形是在接觸區(qū)域內(nèi)進行的,在比例為百分之幾的水平上,足以破壞原子氧化膜(對于NiTi等于約10nm)并破壞微浮雕表面。
然而,它發(fā)現(xiàn),實現(xiàn)致密的無孔接觸足以擴散到基材的強度水平,因為真空室中存在的殘余氣體與先前從氧化物中純化的氧化物相互作用,有利于鈦的遷移,并且在焊接區(qū)中形成熱穩(wěn)定的Ti 2 Ni顆粒/Ni 4 Ti 2 O。它們的存在阻止了擴散過程和形成共同的再結晶晶粒,并且晶粒都存在焊接區(qū),沿著連接線排列,其遷移邊界不能由于它們的金屬間顆粒的穩(wěn)定而穩(wěn)定Ti 2 Ni/Ti 4 Ni 2 O。焊接區(qū)域中的晶粒邊界平面沿接頭定向,降低了焊接接頭的機械性能,因為它們充當應力集中器。
這種效應在各種鈦合金中都是眾所周知的,因為即使在高真空條件下,鈦也是第一種氣體與雜質(zhì)反應的反應性元素[3]。即使在僅含有鎳作為合金元素的合金中,也會發(fā)生晶粒生長和擴散焊縫形成的鎖定過程,例如[4]中的耐熱鎳合金。在本發(fā)明工藝中,可以避免在焊接過程中施加壓力壓縮的費用,在形成致密的無孔接觸后提供額外的應變,從而導致材料的塑性在接合區(qū)流動。其中變形程度必須在20-50%之間。用規(guī)定的密封溫度900-1100°C的壓力,規(guī)定水平為35-100MPa。焊接過程中小于35 MPa的壓力不能提供所需的塑料材料流動水平,也不會阻止氣態(tài)雜質(zhì)的進入。壓力大于100 MPa會導致連接物品的強烈失真。
擴散焊接溫度在900-1100°C的第一級是擴散鍵合的最佳溫度,因為它的TiNi合金具有足以變形的延展性。
第一階段焊接的持續(xù)時間根據(jù)焊接中塑性變形的總傳輸過程選擇,為30-60分鐘。
對于具有強度在基本材料水平上形成共同晶粒所必需的焊接接頭,屬于兩種被焊接材料。為了激活TiNi合金中的重結晶過程,在進行1相擴散焊接后進行步驟2,其中溫度升高至1120-1200°C并進行暴露60-120分鐘。第2階段溫度應高于1的溫度,但如果它不應該是合金組織負變化(晶粒過度生長)。在超過1200°C的溫度下,可以熔化Ti2 Ni/Ti 4 Ni 2 O的氧化物。對于重結晶過程全程的熱處理時間不應少于60分鐘但不超過120分鐘,以防止晶粒過度生長。