1. はんだ付け
Wろう付けには、3000℃以下の各種はんだが使用できます。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。400℃～900℃で使用される部品には、通常、金ベース、マンガンベース、パラジウムベース、ドリルベースのフィラーメタルが使用されます。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。白金ベースのはんだでろう付けされた部品の使用温度は2150℃に達します。ろう付け後に1080℃の拡散処理を施すと、最高使用温度は3038℃に達します。
ろう付けに使用されるほとんどのはんだはMoのろう付けにも使用できます。また、400℃以下で動作するMo部品には、銅または銀ベースのはんだを使用できます。400～650℃で動作する電子機器や非構造部品には、Cu/Ag、Au/Ni、PD/Ni、またはCu/Niはんだを使用できます。より高温で動作する部品には、チタンベースまたはその他の高融点の純金属フィラーメタルを使用できます。マンガンベース、コバルトベース、ニッケルベースのフィラーメタルは、ろう付け接合部における脆い金属間化合物の形成を避けるため、一般的に推奨されません。
TA または Nb 部品を 1000 ℃ 未満で使用する場合、Cu Au、Au Ni、PD Ni、Pt Au_ などの銅ベース、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、パラジウムベースの注入を選択できます。Ni および Cu Sn はんだは、TA および Nb に対する濡れ性が良好で、ろう付けシームの形成が良好で、接合強度が高いです。銀ベースのフィラーメタルはろう付け金属を脆くする傾向があるため、できる限り使用を避ける必要があります。1000 ℃ ～ 1300 ℃ で使用される部品の場合、ろう付けフィラーメタルとして、純金属 Ti、V、Zr、またはこれらの金属をベースとし、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 を含むフィラーメタルを選択できます。
W. 高温でのMo、Ta、Nbのろう付けフィラー金属については、表13を参照してください。
表13 耐火金属の高温ろう付け用ろう材
2. ろう付け技術
ろう付けを行う前に、耐火金属表面の酸化物を丁寧に除去する必要があります。機械研磨、サンドブラスト、超音波洗浄、化学洗浄などが用いられます。ろう付けは洗浄後直ちに行う必要があります。
Wは本質的に脆いため、部品の組み立て作業では破損を防ぐため、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、Wとグラファイトの直接接触は避けてください。溶接前に、溶接前処理や溶接による予応力を除去する必要があります。Wは温度が上昇すると非常に酸化されやすいため、ろう付け中の真空度は十分に高くなければなりません。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。接合部の再溶融温度と使用温度を向上させるために、ろう付け工程と溶接後の拡散処理を組み合わせることができます。例えば、b-ni68cr20si10felはんだを使用して、1180℃でWをろう付けします。溶接後に1070℃/4時間、1200℃/3.5時間、1300℃/2時間の3回の拡散処理を施すと、ろう付け接合部の使用温度は2200℃以上に達することがあります。
Moろう付け接合部を組み立てる際は、熱膨張係数が小さいことを考慮し、接合ギャップは0.05～0.13MMの範囲にする必要があります。固定具を使用する場合は、熱膨張係数の小さい材料を選択してください。Moの再結晶は、炎ろう付け、雰囲気炉、真空炉、誘導炉、抵抗加熱で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と発生します。したがって、ろう付け温度が再結晶温度に近い場合は、ろう付け時間を短くするほど効果的です。Moの再結晶温度を超えるろう付けを行う場合は、冷却が速すぎることによる割れを避けるために、ろう付け時間と冷却速度を制御する必要があります。酸素アセチレン炎ろう付けを使用する場合は、工業用ホウ酸塩または銀ろう付けフラックスにフッ化カルシウムを含む高温フラックスを混合した混合フラックスを使用するのが理想的です。これにより、良好な保護が得られます。この方法は、まずMoの表面に銀ろう付けフラックスを塗布し、次に高温フラックスを塗布する。銀ろう付けフラックスは低温域で活性を示し、高温フラックスの活性温度は1427℃に達する。
TAまたはNb部品は真空ろう付けが望ましく、真空度は1.33×10-2Pa以上である必要があります。不活性ガス雰囲気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重に除去する必要があります。大気中でろう付けまたは抵抗ろう付けを行う場合は、専用のろう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、表面に金属銅またはニッケルの層をめっきし、適切な拡散焼鈍処理を施すことができます。
投稿日時: 2022年6月13日