సిరామిక్స్ మరియు లోహాల బ్రేజింగ్

1. బ్రేజిబిలిటీ

సిరామిక్ మరియు సిరామిక్, సిరామిక్ మరియు లోహ భాగాలను బ్రేజ్ చేయడం కష్టం. చాలా టంకము సిరామిక్ ఉపరితలంపై ఒక బంతిని ఏర్పరుస్తుంది, తక్కువ లేదా తడి లేకుండా. సిరామిక్స్‌ను తడి చేయగల బ్రేజింగ్ ఫిల్లర్ మెటల్ బ్రేజింగ్ సమయంలో జాయింట్ ఇంటర్‌ఫేస్‌లో వివిధ రకాల పెళుసు సమ్మేళనాలను (కార్బైడ్‌లు, సిలిసైడ్‌లు మరియు టెర్నరీ లేదా మల్టీవేరియేట్ సమ్మేళనాలు వంటివి) ఏర్పరుస్తుంది. ఈ సమ్మేళనాల ఉనికి జాయింట్ యొక్క యాంత్రిక లక్షణాలను ప్రభావితం చేస్తుంది. అదనంగా, సిరామిక్, మెటల్ మరియు టంకము మధ్య ఉష్ణ విస్తరణ గుణకాలలో పెద్ద వ్యత్యాసం కారణంగా, బ్రేజింగ్ ఉష్ణోగ్రత గది ఉష్ణోగ్రతకు చల్లబడిన తర్వాత జాయింట్‌లో అవశేష ఒత్తిడి ఉంటుంది, ఇది జాయింట్ పగుళ్లకు కారణం కావచ్చు.

సాధారణ టంకముకు క్రియాశీల లోహ మూలకాలను జోడించడం ద్వారా సిరామిక్ ఉపరితలంపై టంకము యొక్క తడి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచవచ్చు; తక్కువ ఉష్ణోగ్రత మరియు తక్కువ సమయ బ్రేజింగ్ ఇంటర్‌ఫేస్ ప్రతిచర్య ప్రభావాన్ని తగ్గించవచ్చు; తగిన జాయింట్ రూపాన్ని రూపొందించడం ద్వారా మరియు ఇంటర్మీడియట్ పొరగా సింగిల్ లేదా బహుళ-పొర లోహాన్ని ఉపయోగించడం ద్వారా జాయింట్ యొక్క ఉష్ణ ఒత్తిడిని తగ్గించవచ్చు.

2. టంకం

సిరామిక్ మరియు లోహాలను సాధారణంగా వాక్యూమ్ ఫర్నేస్ లేదా హైడ్రోజన్ మరియు ఆర్గాన్ ఫర్నేస్‌లో అనుసంధానిస్తారు. సాధారణ లక్షణాలతో పాటు, వాక్యూమ్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల కోసం బ్రేజింగ్ ఫిల్లర్ లోహాలకు కొన్ని ప్రత్యేక అవసరాలు కూడా ఉండాలి. ఉదాహరణకు, టంకము అధిక ఆవిరి పీడనాన్ని ఉత్పత్తి చేసే మూలకాలను కలిగి ఉండకూడదు, తద్వారా పరికరాల యొక్క విద్యుద్వాహక లీకేజ్ మరియు కాథోడ్ విషప్రయోగం జరగదు. పరికరం పనిచేస్తున్నప్పుడు, టంకము యొక్క ఆవిరి పీడనం 10-3pa మించకూడదు మరియు అధిక ఆవిరి పీడన మలినాలు 0.002% ~ 0.005% మించకూడదు అని సాధారణంగా పేర్కొనబడింది; టంకము యొక్క w (o) 0.001% మించకూడదు, తద్వారా హైడ్రోజన్‌లో బ్రేజింగ్ సమయంలో ఉత్పత్తి అయ్యే నీటి ఆవిరిని నివారించవచ్చు, ఇది కరిగిన టంకము లోహం స్ప్లాషింగ్‌కు కారణమవుతుంది; అదనంగా, టంకము శుభ్రంగా మరియు ఉపరితల ఆక్సైడ్‌లు లేకుండా ఉండాలి.

సిరామిక్ మెటలైజేషన్ తర్వాత బ్రేజింగ్ చేసేటప్పుడు, రాగి, బేస్, వెండి రాగి, బంగారు రాగి మరియు ఇతర మిశ్రమలోహ బ్రేజింగ్ పూరక లోహాలను ఉపయోగించవచ్చు.

సిరామిక్స్ మరియు లోహాల ప్రత్యక్ష బ్రేజింగ్ కోసం, Ti మరియు Zr క్రియాశీల మూలకాలను కలిగి ఉన్న బ్రేజింగ్ ఫిల్లర్ లోహాలను ఎంచుకోవాలి. బైనరీ ఫిల్లర్ లోహాలు ప్రధానంగా Ti Cu మరియు Ti Ni, వీటిని 1100 ℃ వద్ద ఉపయోగించవచ్చు. టెర్నరీ టంకములలో, Ag Cu Ti (W) (TI) అనేది సాధారణంగా ఉపయోగించే టంకము, దీనిని వివిధ సిరామిక్స్ మరియు లోహాల ప్రత్యక్ష బ్రేజింగ్ కోసం ఉపయోగించవచ్చు. టెర్నరీ ఫిల్లర్ లోహాన్ని ఫాయిల్, పౌడర్ లేదా Ag Cu యూటెక్టిక్ ఫిల్లర్ మెటల్ ద్వారా Ti పౌడర్‌తో ఉపయోగించవచ్చు. B-ti49be2 బ్రేజింగ్ ఫిల్లర్ మెటల్ స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్‌కు సమానమైన తుప్పు నిరోధకత మరియు తక్కువ ఆవిరి పీడనాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఆక్సీకరణ మరియు లీకేజ్ నిరోధకతతో వాక్యూమ్ సీలింగ్ జాయింట్‌లలో దీనిని ప్రాధాన్యతగా ఎంచుకోవచ్చు. ti-v-cr టంకములో, w (V) 30% ఉన్నప్పుడు ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత అత్యల్పంగా (1620 ℃) ​​ఉంటుంది మరియు Cr జోడించడం వలన ద్రవీభవన ఉష్ణోగ్రత పరిధిని సమర్థవంతంగా తగ్గించవచ్చు. Cr లేని B-ti47.5ta5 టంకము అల్యూమినా మరియు మెగ్నీషియం ఆక్సైడ్ యొక్క ప్రత్యక్ష బ్రేజింగ్ కోసం ఉపయోగించబడింది మరియు దాని ఉమ్మడి 1000 ℃ పరిసర ఉష్ణోగ్రత వద్ద పనిచేయగలదు. పట్టిక 14 సిరామిక్ మరియు లోహాల మధ్య ప్రత్యక్ష కనెక్షన్ కోసం క్రియాశీల ప్రవాహాన్ని చూపిస్తుంది.

సిరామిక్ మరియు లోహ బ్రేజింగ్ కోసం టేబుల్ 14 యాక్టివ్ బ్రేజింగ్ ఫిల్లర్ లోహాలు

2. బ్రేజింగ్ టెక్నాలజీ

ప్రీ మెటలైజ్డ్ సిరామిక్స్‌ను అధిక-స్వచ్ఛత జడ వాయువు, హైడ్రోజన్ లేదా వాక్యూమ్ వాతావరణంలో బ్రేజ్ చేయవచ్చు. వాక్యూమ్ బ్రేజింగ్‌ను సాధారణంగా మెటలైజేషన్ లేకుండా సిరామిక్స్ యొక్క ప్రత్యక్ష బ్రేజింగ్ కోసం ఉపయోగిస్తారు.

(1) సార్వత్రిక బ్రేజింగ్ ప్రక్రియ సిరామిక్ మరియు లోహం యొక్క సార్వత్రిక బ్రేజింగ్ ప్రక్రియను ఏడు ప్రక్రియలుగా విభజించవచ్చు: ఉపరితల శుభ్రపరచడం, పేస్ట్ పూత, సిరామిక్ ఉపరితల మెటలైజేషన్, నికెల్ ప్లేటింగ్, బ్రేజింగ్ మరియు పోస్ట్ వెల్డ్ తనిఖీ.

ఉపరితల శుభ్రపరచడం యొక్క ఉద్దేశ్యం బేస్ మెటల్ ఉపరితలంపై ఉన్న ఆయిల్ స్టెయిన్, చెమట స్టెయిన్ మరియు ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్‌ను తొలగించడం. లోహ భాగాలు మరియు టంకమును ముందుగా డీగ్రేస్ చేయాలి, తరువాత ఆక్సైడ్ ఫిల్మ్‌ను యాసిడ్ లేదా ఆల్కలీ వాషింగ్ ద్వారా తొలగించి, ప్రవహించే నీటితో కడిగి ఎండబెట్టాలి. అధిక అవసరాలు ఉన్న భాగాలను వాక్యూమ్ ఫర్నేస్ లేదా హైడ్రోజన్ ఫర్నేస్‌లో తగిన ఉష్ణోగ్రత మరియు సమయంలో వేడి చికిత్స చేసి భాగాల ఉపరితలాన్ని శుద్ధి చేయాలి (అయాన్ బాంబర్డ్‌మెంట్ పద్ధతిని కూడా ఉపయోగించవచ్చు). శుభ్రం చేసిన భాగాలు జిడ్డుగల వస్తువులు లేదా ఒట్టి చేతులతో తాకకూడదు. వాటిని వెంటనే తదుపరి ప్రక్రియలో లేదా డ్రైయర్‌లో ఉంచాలి. వాటిని ఎక్కువసేపు గాలికి గురిచేయకూడదు. సిరామిక్ భాగాలను అసిటోన్ మరియు అల్ట్రాసోనిక్‌తో శుభ్రం చేయాలి, ప్రవహించే నీటితో కడగాలి మరియు చివరికి రెండుసార్లు డీయోనైజ్డ్ నీటితో ప్రతిసారీ 15 నిమిషాలు ఉడకబెట్టాలి.

పేస్ట్ పూత అనేది సిరామిక్ మెటలైజేషన్ యొక్క ఒక ముఖ్యమైన ప్రక్రియ. పూత సమయంలో, దీనిని బ్రష్ లేదా పేస్ట్ పూత యంత్రంతో మెటలైజ్ చేయడానికి సిరామిక్ ఉపరితలంపై వర్తింపజేస్తారు. పూత మందం సాధారణంగా 30 ~ 60 మిమీ ఉంటుంది. పేస్ట్ సాధారణంగా 1 ~ 5um కణ పరిమాణం మరియు సేంద్రీయ అంటుకునే స్వచ్ఛమైన మెటల్ పౌడర్ (కొన్నిసార్లు తగిన మెటల్ ఆక్సైడ్ జోడించబడుతుంది) నుండి తయారు చేయబడుతుంది.

అతికించిన సిరామిక్ భాగాలను హైడ్రోజన్ ఫర్నేస్‌కు పంపి, తడి హైడ్రోజన్ లేదా పగిలిన అమ్మోనియాతో 1300 ~ 1500 ℃ వద్ద 30 ~ 60 నిమిషాల పాటు సింటరింగ్ చేస్తారు. హైడ్రైడ్‌లతో పూత పూసిన సిరామిక్ భాగాల కోసం, హైడ్రైడ్‌లను కుళ్ళిపోవడానికి మరియు సిరామిక్ ఉపరితలంపై మిగిలి ఉన్న స్వచ్ఛమైన లోహం లేదా టైటానియం (లేదా జిర్కోనియం)తో చర్య జరిపి సిరామిక్ ఉపరితలంపై లోహ పూతను పొందేందుకు వాటిని దాదాపు 900 ℃ వరకు వేడి చేయాలి.

Mo Mn మెటలైజ్డ్ పొర కోసం, టంకముతో తడి చేయడానికి, 1.4 ~ 5um నికెల్ పొరను ఎలక్ట్రోప్లేట్ చేయాలి లేదా నికెల్ పౌడర్ పొరతో పూత పూయాలి. బ్రేజింగ్ ఉష్ణోగ్రత 1000 ℃ కంటే తక్కువగా ఉంటే, నికెల్ పొరను హైడ్రోజన్ కొలిమిలో ప్రీ-సింటర్ చేయాలి. సింటరింగ్ ఉష్ణోగ్రత మరియు సమయం 1000 ℃ /15 ~ 20 నిమిషాలు.

చికిత్స చేయబడిన సిరామిక్స్ అనేవి లోహ భాగాలు, వీటిని స్టెయిన్‌లెస్ స్టీల్ లేదా గ్రాఫైట్ మరియు సిరామిక్ అచ్చులతో మొత్తంగా సమీకరించాలి. కీళ్ల వద్ద టంకం అమర్చాలి మరియు వర్క్‌పీస్ ఆపరేషన్ అంతటా శుభ్రంగా ఉంచాలి మరియు ఒట్టి చేతులతో తాకకూడదు.

బ్రేజింగ్‌ను ఆర్గాన్, హైడ్రోజన్ లేదా వాక్యూమ్ ఫర్నేస్‌లో నిర్వహించాలి. బ్రేజింగ్ ఉష్ణోగ్రత బ్రేజింగ్ ఫిల్లర్ మెటల్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది. సిరామిక్ భాగాల పగుళ్లను నివారించడానికి, శీతలీకరణ రేటు చాలా వేగంగా ఉండకూడదు. అదనంగా, బ్రేజింగ్ ఒక నిర్దిష్ట ఒత్తిడిని కూడా వర్తింపజేయవచ్చు (సుమారు 0.49 ~ 0.98mpa).

ఉపరితల నాణ్యత తనిఖీతో పాటు, బ్రేజ్ చేయబడిన వెల్డింగ్‌లు థర్మల్ షాక్ మరియు మెకానికల్ ప్రాపర్టీ తనిఖీకి కూడా లోబడి ఉంటాయి. వాక్యూమ్ పరికరాల కోసం సీలింగ్ భాగాలు కూడా సంబంధిత నిబంధనల ప్రకారం లీకేజ్ పరీక్షకు లోబడి ఉండాలి.

(2) నేరుగా బ్రేజింగ్ చేసేటప్పుడు డైరెక్ట్ బ్రేజింగ్ (యాక్టివ్ మెటల్ పద్ధతి), ముందుగా సిరామిక్ మరియు మెటల్ వెల్డింగ్‌ల ఉపరితలాన్ని శుభ్రం చేసి, ఆపై వాటిని సమీకరించండి. కాంపోనెంట్ మెటీరియల్స్ యొక్క వివిధ ఉష్ణ విస్తరణ గుణకాల వల్ల కలిగే పగుళ్లను నివారించడానికి, బఫర్ పొరను (లోహపు షీట్‌ల యొక్క ఒకటి లేదా అంతకంటే ఎక్కువ పొరలు) వెల్డింగ్‌ల మధ్య తిప్పవచ్చు. బ్రేజింగ్ ఫిల్లర్ మెటల్‌ను రెండు వెల్డింగ్‌ల మధ్య బిగించాలి లేదా వీలైనంత వరకు బ్రేజింగ్ ఫిల్లర్ మెటల్‌తో ఖాళీని నింపిన స్థానంలో ఉంచాలి, ఆపై సాధారణ వాక్యూమ్ బ్రేజింగ్ లాగా బ్రేజింగ్ చేయాలి.

Ag Cu Ti టంకమును ప్రత్యక్ష బ్రేజింగ్ కోసం ఉపయోగిస్తే, వాక్యూమ్ బ్రేజింగ్ పద్ధతిని అవలంబించాలి. ఫర్నేస్‌లో వాక్యూమ్ డిగ్రీ 2.7 × చేరుకున్నప్పుడు 10-3pa వద్ద వేడి చేయడం ప్రారంభించండి మరియు ఈ సమయంలో ఉష్ణోగ్రత వేగంగా పెరుగుతుంది; ఉష్ణోగ్రత టంకము యొక్క ద్రవీభవన స్థానానికి దగ్గరగా ఉన్నప్పుడు, వెల్డింగ్ యొక్క అన్ని భాగాల ఉష్ణోగ్రత ఒకేలా ఉండేలా ఉష్ణోగ్రతను నెమ్మదిగా పెంచాలి; టంకము కరిగించినప్పుడు, ఉష్ణోగ్రత వేగంగా బ్రేజింగ్ ఉష్ణోగ్రతకు పెంచబడుతుంది మరియు హోల్డింగ్ సమయం 3 ~ 5 నిమిషాలు ఉండాలి; శీతలీకరణ సమయంలో, దానిని 700 ℃ కంటే ముందు నెమ్మదిగా చల్లబరచాలి మరియు 700 ℃ తర్వాత దానిని సహజంగా కొలిమితో చల్లబరచవచ్చు.

Ti Cu యాక్టివ్ టంకమును నేరుగా బ్రేజ్ చేసినప్పుడు, టంకము యొక్క రూపం Cu ఫాయిల్ ప్లస్ Ti పౌడర్ లేదా Cu భాగాలు ప్లస్ Ti ఫాయిల్ కావచ్చు లేదా సిరామిక్ ఉపరితలాన్ని Ti పౌడర్ ప్లస్ Cu ఫాయిల్‌తో పూత పూయవచ్చు. బ్రేజింగ్ చేయడానికి ముందు, అన్ని లోహ భాగాలను వాక్యూమ్ ద్వారా డీగ్యాసింగ్ చేయాలి. ఆక్సిజన్ లేని రాగి యొక్క డీగ్యాసింగ్ ఉష్ణోగ్రత 750 ~ 800 ℃ ఉండాలి మరియు Ti, Nb, Ta, మొదలైన వాటిని 900 ℃ వద్ద 15 నిమిషాల పాటు డీగ్యాసింగ్ చేయాలి. ఈ సమయంలో, వాక్యూమ్ డిగ్రీ 6.7 × 10-3Pa కంటే తక్కువ ఉండకూడదు. బ్రేజింగ్ సమయంలో, ఫిక్చర్‌లో వెల్డింగ్ చేయవలసిన భాగాలను సమీకరించండి, వాటిని వాక్యూమ్ ఫర్నేస్‌లో 900 ~ 1120 ℃ కు వేడి చేయండి మరియు హోల్డింగ్ సమయం 2 ~ 5 నిమిషాలు. మొత్తం బ్రేజింగ్ ప్రక్రియలో, వాక్యూమ్ డిగ్రీ 6.7 × 10-3Pa కంటే తక్కువ ఉండకూడదు.

Ti Ni పద్ధతి యొక్క బ్రేజింగ్ ప్రక్రియ Ti Cu పద్ధతిని పోలి ఉంటుంది మరియు బ్రేజింగ్ ఉష్ణోగ్రత 900 ± 10 ℃.

(3) ఆక్సైడ్ బ్రేజింగ్ పద్ధతి ఆక్సైడ్ బ్రేజింగ్ పద్ధతి అనేది ఆక్సైడ్ టంకము కరిగించడం ద్వారా ఏర్పడిన గాజు దశను ఉపయోగించి సిరామిక్స్‌లోకి చొరబడి లోహ ఉపరితలాన్ని తడి చేయడం ద్వారా నమ్మకమైన కనెక్షన్‌ను సాధించడానికి ఒక పద్ధతి. ఇది సిరామిక్‌లను సిరామిక్స్‌తో మరియు సిరామిక్‌లను లోహాలతో అనుసంధానించగలదు. ఆక్సైడ్ బ్రేజింగ్ పూరక లోహాలు ప్రధానంగా Al2O3, Cao, Bao మరియు MgO లతో కూడి ఉంటాయి. B2O3, Y2O3 మరియు ta2o3లను జోడించడం ద్వారా, వివిధ ద్రవీభవన స్థానాలు మరియు సరళ విస్తరణ గుణకాలతో బ్రేజింగ్ పూరక లోహాలను పొందవచ్చు. అదనంగా, CaF2 మరియు NaFలను ప్రధాన భాగాలుగా కలిగి ఉన్న ఫ్లోరైడ్ బ్రేజింగ్ పూరక లోహాలను కూడా అధిక బలం మరియు అధిక ఉష్ణ నిరోధకత కలిగిన కీళ్లను పొందడానికి సిరామిక్స్ మరియు లోహాలను అనుసంధానించడానికి ఉపయోగించవచ్చు.