高融点金属のろう付け

1.はんだ

Wろう付けには3000℃以下のあらゆる種類のはんだを使用でき、400℃以下の部品には銅または銀ベースのはんだを使用できます。金ベース、マンガンベース、マンガンベース、パラジウムベース、またはドリルベースの溶加材は、通常、400℃から900℃の間で使用されるコンポーネントに使用されます。1000℃以上で使用される部品には、Nb、Ta、Ni、Pt、PD、Moなどの純金属が主に使用されます。白金ベースはんだでろう付けされた部品の作動温度は2150℃に達しました。ろう付け後に1080℃の拡散処理を行うと、最高使用温度は3038℃に達する可能性があります。

ろう付けに使用されるはんだのほとんどはMoのろう付けに使用でき、銅または銀ベースのはんだは400℃未満で動作するMoコンポーネントに使用できます。400〜650℃で動作する電子機器および非構造部品には、Cu Ag、Au Ni、PD Ni、またはCuNiはんだを使用できます。チタンベースまたは高融点の他の純金属溶加材は、高温で動作するコンポーネントに使用できます。マンガンベース、コバルトベース、およびニッケルベースの溶加材は、ろう付け接合部での脆い金属間化合物の形成を回避するために一般的に推奨されないことに注意する必要があります。

TAまたはNbコンポーネントを1000℃未満で使用する場合、銅ベース、マンガンベース、コバルトベース、チタンベース、ニッケルベース、金​​ベース、およびパラジウムベースの射出を選択できます。これには、Cu Au、Au Ni、PD Ni、およびPtAu_Niが含まれます。 Cu Snはんだは、TAおよびNbに対する良好な湿潤性、良好なろう付けシーム形成、および高い接合強度を備えています。銀ベースの溶加材はろう付け金属をもろくする傾向があるため、可能な限り避ける必要があります。1000℃から1300℃で使用される部品の場合、ろう材として、純金属Ti、V、Zr、またはこれらの金属をベースにした無限の固体および液体を形成する合金を選択する必要があります。使用温度が高い場合は、HFを含む溶加材を選択できます。

W.高温でのMo、Ta、およびNbのろう材については、表13を参照してください。

表13高融点金属の高温ろう付け用のろう付け溶加材

2.ろう付け技術

ろう付けする前に、高融点金属の表面の酸化物を注意深く除去する必要があります。機械的研削、サンドブラスト、超音波洗浄または化学洗浄を使用できます。ろう付けは、洗浄プロセスの直後に実行する必要があります。

Wには固有の脆性があるため、コンポーネントの組み立て作業では、破損を防ぐためにw部品を慎重に取り扱う必要があります。脆い炭化タングステンの形成を防ぐために、Wとグラファイトの直接接触は避けてください。溶接前処理または溶接によるプレストレスは、溶接前に除去する必要があります。Wは温度が上がると非常に酸化しやすいです。ろう付け中の真空度は十分に高くなければならない。1000〜1400℃の温度範囲でろう付けを行う場合、真空度は8×10-3Pa以上でなければなりません。接合部の再溶解温度と使用温度を向上させるために、ろう付けプロセスを次のように組み合わせることができます。溶接後の拡散処理。たとえば、b-ni68cr20si10felはんだは、1180℃でWをろう付けするために使用されます。溶接後、1070℃/ 4h、1200℃/3.5h、1300℃/ 2hの3回の拡散処理を行うと、ろう付け継手の使用温度は2200℃以上に達する可能性があります。

Moのろう付け継手を組み立てる際には、小さな熱膨張係数を考慮に入れる必要があり、継手のギャップは0.05〜0.13MMの範囲内である必要があります。固定具を使用する場合は、熱膨張係数が小さい材料を選択してください。Mo再結晶は、火炎ろう付け、制御雰囲気炉、真空炉、誘導炉、抵抗加熱が再結晶温度を超えるか、はんだ元素の拡散により再結晶温度が低下する場合に発生します。したがって、ろう付け温度が再結晶温度に近い場合は、ろう付け時間が短いほど良い。Moの再結晶温度を超えてろう付けする場合は、冷却が速すぎることによる割れを防ぐために、ろう付け時間と冷却速度を制御する必要があります。オキシアセチレン火炎ろう付けを使用する場合は、混合フラックス、つまり工業用ホウ酸塩または銀ろう付けフラックスとフッ化カルシウムを含む高温フラックスを使用するのが理想的であり、良好な保護を得ることができます。この方法は、最初にMoの表面に銀ろう付けフラックスの層をコーティングし、次に高温フラックスをコーティングすることです。銀ろう付けフラックスは低温域で活性があり、高温フラックスの活性温度は1427℃に達することがあります。

TAまたはNb成分は、真空下でろう付けすることが好ましく、真空度は1.33×10-2Pa以上です。不活性ガスの保護下でろう付けを行う場合は、一酸化炭素、アンモニア、窒素、二酸化炭素などのガス不純物を厳密に除去する必要があります。ろう付けまたは抵抗ろう付けを空気中で行う場合は、特殊なろう付け溶加材と適切なフラックスを使用する必要があります。TAまたはNbが高温で酸素と接触するのを防ぐために、金属銅またはニッケルの層を表面にめっきし、対応する拡散焼鈍処理を行うことができます。