Диффузионная сварка под давлением

Предлагаемая читателю книга Структура и свойства композиционных материалов охватывает все стороны указанной проблемы. В книге рассмотрены физико-химические и механические аспекты поверхностей раздела в композиционных материалах и их влияние на прочностные свойства. Изложены особенности структуры и свойств, методы получения армирующих средств и их классификация на нуль-мерные, одномерные, двухмерные. Описаны способы получения различных композиционных материалов пропиткой, диффузионной сваркой под давлением, газофазными, химическими и другими методами. [c.4]

ДИФФУЗИОННАЯ СВАРКА ПОД ДАВЛЕНИЕМ [c.116]

Процесс диффузионной сварки под давлением является одним из наиболее часто применяемых методов изготовления металлических композиционных материалов. Однако этот процесс несколько отличается от процесса диффузионной сварки как метода соединения двух деталей из однородных или разнородных материалов по параметрам технологического процесса и по его аппаратурному оформлению. [c.117]

В целом, однако, технологическому процессу изготовления композиционных материалов диффузионной сваркой под давлением присущи все основные показатели, характеризующие собственно процесс диффузионной сварки двух деталей, такие как подготовка соединяемых контактирующих поверхностей, нагрев соединяемых элементов, приложение к ним давления, необходимая выдержка при этих условиях и др. [c.118]

Подготовка поверхности контактирующих материалов. В основе технологического процесса получения композиционных материалов методом диффузионной сварки под давлением лежат процессы диффузии элементов, входящих в состав матрицы и упрочнителя, а диффузионные процессы, способствующие образованию компактного материала из компонентов матрицы и упрочнителя, протекают главным образом по границам раздела матрица—упрочнитель и матрица—матрица, т. е. практически по поверхностям матрицы и упрочнителя. В связи с этим существенное влияние на качество процесса и качество полученного методом диффузионной сварки композиционного материала оказывает состояние контактирующих поверхностей матрицы и упрочнителя. [c.120]

Как было отмечено выше, при изготовлении композиционных материалов методом диффузионной сварки под давлением матрица применяется чаще всего в виде фольги. Поверхность фольги из металлов и сплавов может быть загрязнена различными смазками, применяемыми в процессе ее изготовления, может быть 120 [c.120]

Алюминий — борное волокно. Как уже было указано выше, основными технологическими параметрами, влияющими на свойства композиционных материалов, полученных методом диффузионной сварки под давлением, являются температура, давление и время выдержки. Одной из первых и наиболее подробных работ, посвященных исследованию влияния различного сочетания этих факторов и выбора оптимальных сочетаний, является работа 130]. Были опробованы режимы прессования 1) при низкой температуре, высоком давлении и длительной выдержке 2) при умеренной температуре, низком давлении и умеренной выдержке 3) при высокой температуре, высоком давлении и кратковременной выдержке. Исследования проводили на композиционных материалах с матрицами из трех алюминиевых сплавов — 6061 (0,4—0,8% Si 0,7% Fe 0,15—0,4% Си 0,25% Zn, 0,15% Мп 0,8—1,2% Mg 0,15%Ti 0,15—0,35% r), 2024 (0,5% Si 0,5% Fe 3,8—4,9% u 0,25% Zn 0,3—0,9% Mn 1,2—1,8% Mg 0,1% r) и 1145 [S5 99,45% Al 0,55% (Si + Fe) 0,05% u 0,05% Mn]. Свойства полученных по этим режимам образцов приведены в табл. 25. [c.133]

Свойства композиций алюминий — борное волокно, полученных разными исследователями, и параметры диффузионной сварки под давлением приведены в табл, 26. [c.134]

Композиционный материал на основе алюминиевого сплава 6061 с 47 об. % волокна борсик и 6 об. % проволоки из коррозионно-стойкой стали AF -77, уложенной перпендикулярно борному волокну получали методом диффузионной сварки под давлением в вакууме при температуре 500° С, давлении 700 кгс/см в течение 1 ч [109] предел прочности такого материала в поперечном направлении был равен 29 кгс/мм . Аналогичный материал на основе сплава 6061 с 50 сб.% волокна борсик и 5 об. % проволоки из коррозионно-стойкой стали 355 диаметром 0,05 мм, также уложенной в поперечном направлении, получали 1177] методом диффузионной сварки в автоклаве. При этом применяли следующий режим пагрев до температуры 482°С при давлении 3,5 кгс/см" и выдержку в этих условиях 30—50 мни, повышение давления до 210 кгс/см , затем повышение температуры до 524—530° С, отключение нагрева и охлаждение материала в автоклаве до 200° С. Предел прочности такого материала в направлении укладки борного волокна был равен 120 кгс/мм , а в поперечном направле-138 [c.138]

Магний — борное волокно. Композиция магний—борное волокно является едва ли не единственной композицией на основе магния, получаемой методом диффузионной сварки под давлением. Исследование влияния технологических параметров изготовления материала на его свойства было проведено авторами работы [122 ]. Результаты исследования свойств композиций, полученных при температурах от 350 до 600° С, давлениях от 350 до 1400 кгс/мм и выдержке в течение 1 ч, позволили установить оптимальные условия получения композиционного материала Mg—В температура диффузионной сварки 525° С и давление 700 кгс/см . Свойства композиционного материала, полученного по этому режиму, представлены в табл. 29. Для сравнения в этой же таблице приведены свойства композиции близкой по составу, но полученной не по оптимальному режиму. [c.139]

Никель — прочие упрочнители. Имеются сведения о получении методом диффузионной сварки под давлением композиционных материалов на основе никеля, упрочненного волокнами окиси алюминия [2151, вольфрама, (патент Франции № 2109 009, 1972 г.), нитевидными кристаллами карбида и нитрида кремния [198], Так получали композиционный материал из никелевой фольги толщиной 0,2 мм и волокна окиси алюминия диаметром [c.143]

Твердофазный метод совмещения компонентов композиции предполагает использование материала матрицы в виде листов, фольги, проволоки или порошка. Композиционный материал получают одним из следующих приемов диффузионной сваркой под давлением сваркой взрывом деформационной обработкой под давлением прессованием с последующим спеканием (порошковой металлургией). [c.273]

Основным методом получения КМ системы А1— В является диффузионная сварка под давлением методом горячего прессования (Рене-прокат-кой) чередующихся слоев борного волокна и алюминиевой матрицы. При использовании борных [c.872]

В настоящее время разработано большое количество композиционных материалов из волокон бора и графита в эпоксидной смоле, алюминиевых и других сплавах, из которых изготавливают различные детали авиационных конструкций. Волокна из бора и графита заделывают в металлическую матрицу методом гальванопластики, различными химическими способами, методом регулируемого плавления сплавов, диффузионной сваркой под давлением, плазменным напылением в среде аргона на монослой намотанного на цилиндрическую оправку волокна и т. д. [c.214]

К основным методам получения биметаллов относятся наплавка жидкого металла на твердый слой холодная сварка под давлением диффузионная сварка электролитическое осаждение второго слоя специальные методы. Интенсивно развиваются процессы производства биметаллов методом совместной пластической деформации биметаллических заготовок в твердом состоянии (путем совместной прокатки, прессования, волочения). [c.284]

Сварка диффузионная 285 --под давлением холодная — Применение 285 [c.299]

Аналогичный композиционный материал получали методом диффузионной сварки в автоклаве высокого давления [177] по следующему режиму нагрев под давлением 3,5 кгс/см до температуры 426° С подъем температуры до 482° С и медленное повышение давления до 700 кгс/см выдержка 75—90 мин снижение давления до 35 кгс/см и охлаждение. После охлаждения до 200° С давление снимается полностью, и автоклав открывается. Полученный по этому режиму материал имеет предел прочности в направлении укладки волокна 103 кгс/мм , а в поперечном направлении — 31 кгс/мм . [c.141]

Существует несколько технологических методов изготовления боралюминия. Э о диффузионная сварка пакета из чередующихся слоев алюминиевой фольги и волокон бора под давлением, пропитка пучка волокон бора жидким металлом, плазменное напыление алюминиевой матрицы на монослои этих волокон, уложенных на поверхности вращающегося барабана. [c.127]

Параметры режима диффузионной сварки - это температура нагрева стыка деталей, давление, время выдержки под давлением при заданной температуре и глубина вакуума (величина остаточного давления воздуха в камере). [c.278]

Третье условие равнопрочности создается при активируемой пайке, когда в начальной стадии под влиянием приложенного давления и выдавливания припоя из зазора в отдельных местах шва локально пайка может переходить в диффузионную сварку. [c.63]

Прессование. Основной операцией процесса изготовления композиционных материалов методом диффузионной сварки под давлением является прессование. Именно в процессе этой операции происходит соединение отдельных элементов предварительных заготовок в компактный материал (формирование изделий). В отличие от прессования как метода обработки давлением металлов и сплавов, заключающегося в выдавливании металла из замкнутой полости через отверстие в матрице и связанного с большими степенями деформации обрабатываемого материала, данный процесс по своему существу ближе к процессу прессования порошковых материалов, применяемому в порошковой металлургии. Прессование заготовок композиционных материалов в большинстве случаев осуществляется в замкнутом объеме (в пресс-формах, состоящих из матрицы и двух пуансов типа пресс-форм, применяемых для получения изделий из металлических порошков) и с незначительной пластической деформацией материала матрицы, необходимой только для заполнения пространства между волокнами упрочнителя и максимального уплотнения самой матрицы. При этом, как и в процессе горячего прессования порошков, наряду с пластической деформацией матрицы, на границе раздела 126 [c.126]

Номенклатура изделий, которые можно изготовлять из композиционных материалов методом диффузионной сварки под давлением в изостате или автоклаве, весьма разнообразна. На рис. 63, 64 представлены виды профилей, получаемых в автоклаве [177] из композиционных материалов на основе титана и алюминия, упрочненных борными волокнами и стальной проволокой, а также схемы приспособлений, необходимых для изготовления таких профилей. [c.131]

Алюминий — бериллиевая проволока. Бериллиевая проволока является перспективным упрочнителем благодаря малой плотности, равной 1,83 г/см , высокому модулю упругости и прочгюсти, равным соответственно 29 500 кгс/мм и 130 кгс/мм . Исследование возможности получения композиционного материала методом пропитки бериллиевой проволокой расплавом алюминия, по данным Флекка н Гольдштейна, дало отрицательный результат, так как при температуре 644° С между алюминием и бериллием происходит эвтектическая реакция, сопровождающаяся растворением бериллия. В связи с этим одним из основных технологических путей получения материала алюминий — бериллиевая проволока в настоящее время является диффузионная сварка под давлением. При этом в качестве предварительных заготовок ком- [c.136]

Алюминий — углеродное волокно. Основным технологическим приемом получения композиционных материалов алюминий — углеродное волокно, наиболее часто применяемым в настоящее время, следует считать пропитку каркаса из углеродных волокон расплавом алюминиевой матрицы. Однако наряду с этим методом некоторые исследователи применяли для изготовления композиций методом диффузионной сварки под давлением [1, 156, 176, 184]. Так, в работах [23, 156] описан технологический процесс получения композиционного материала методом горячего прессования в вакууме углеродных волокон различных марок, на которые методом разложения триизобутила было нанесено покрытие из алюминия. [c.137]

Титан — волокна окиси алюминия. Получение композиционного материала на основе титановой матрицы, упрочненной волокнами из окиси алюминия, описано в работе [215]. В качестве матрицы в этом материале применяли фольгу титанового сплава Ti—6% А1—4% V толщиной 0,20—0,25 мм, а унрочнителем служило волокно из окиси алюминия диаметром 0,25—0,27 мм со средней прочностью 210 кгс/мм . Материал получали методом диффузионной сварки под давлением в вакууме 1 10 мм рт. ст. по следующему режиму температура 815° С, давление 980 кгс/см , время выдержки 15 мин. Полученный по этому режиму материал имел предел прочности в направлении, параллельном укладке волокна, 70—88 кгс/мм , в поперечном направлении — 40 кгс/мм . Модуль его упругости в соответствующих направлениях был равен 14 800—19 ООО и 12 ООО кгс/мм . [c.141]

Композицию на основе меди, армированной волокнами вольфрама, получали методом намотки вольфрамовой проволоки на цилиндрическую оправку, последующего осаждения на поверхность волокна электролитической меди и диффузионной сварки под давлением пакета, набранного из нескольких слоев волокна с медным покрытием. Диффузионная сварка осуществлялась в вакууме при температуре 700° С, давлении 800 кгс/см и времени выдержки 60 мин [146, 172]. Полученый таким образом материал, содержащий 37 об.% вольфрамового волокна с диаметром 20 мкм, имел прочность 120 кгс/мм . При этом же содержании волокна, но диаметром 40 мкм, предел прочности композиционного материала был равен 135 кгс/мм . [c.144]

Заготовка имела толщину 0,9 мм и была получена многократно чередующейся намоткой проволоки на плоскую охлаждаемую оправку и плазменным напылением на ее поверхность алюминия. После отжига, проведенного после прокатки, композиция, содержащая 37 об.% проволоки, с прочностью 385 кгс/мм , имела прочность в направлении укладки волокн 122 кгс/мм . Процесс холодной прокатки со степенью деформации 1—2% применяли для композиций алюминий — стальная проволока, полученных методом диффузионной сварки под давлением [159, 179]. Предел прочности этих композиций после прокатки состовлял 120 — 140 кгс/мм . [c.146]

Другим технологическим направлением, заключающимся в совмещении компактирования и формообразования профилей, является диффузионная сварка под давлением в автоклавах и изостатических установках, когда сборные заготовки вместе с добавочными внутренними инструментальными деформирующими элементами заключают в замкнутую технологиче- [c.112]

Solid-state welding — Сварка в твердом состоянии. Ряд сварочных процессов, при температурах существенно ниже точек плавления основного металла, без добавления присадочного металла или пайки твердого припоя. Давление к соединению может как прикладываться, так и нет. Например, холодная сварка, диффузионная сварка, кузнечная сварка, горячая сварка под давлением и сварка прокаткой. [c.1047]

При более высоком содержании водорода (15—20 слг /100 г) САП можно сваривать только контактной или диффузионной сваркой под большим давлением [54]. Последним методом можно соединять САП с другими алюминиевыми сплавами или нержавеющей сталью. Для контактной сварки листы плакируют алюминием. Толщина плакирующего слоя составляет 5—7% от толщины листа. Полученное в плакирующем слое точечное соединение характеризуется достаточно высокими механическими свойствами. Отношение значения разрушающей нагрузки при испытании точечного соединения на отрыв Ротр к разрушающей нагрузке при испытании на срез Рсреза для плакированного листа САП-1 толщиной 0,8—2,0 мм составляет 33—40% [49, 50]. [c.271]

Попытка повысить производительность автоматов с открытой дугой путем увеличения тока в дуге приводили к большому угару электродов, разбрызгиванию металла и плохому качеству сварочного шва. Удачное решение задачи было найдено работниками Института электросварки АН УССР имени Е. О. Патона и ЦНИИТМАШ в виде автоматических самоходных сварочных головок с дугой, работающей под флюсом. Широкое применение получили новые способы сварки электрошлаковая, плавящимся электродом в среде углекислого газа, в вакууме электронным лучом, трением, холодная сварка давлением, ультразвуковая, сварка перемещающейся дугой, управляемой магнитным полем, диффузионная сварка в вакууме при нагреве деталей токами высокой частоты. [c.104]

Использование покрытий не является единственным способом подавления реакции на поверхности раздела. Легирование упроч-нителя также позволяет изменить состав продуктов реакции. Так, например, Харден и Райт [15] обнаружили химическое взаимодействие в слоистом композите алюминий — бор, полученном диффузионной сваркой, проводившейся при температуре 873 К с различными временами выдержки под давлением 2,8 кГ/мм . Было установлено, что уменьшение прочности и модуля упругости материала начинается после выдержки в течение соответственно 3 и 5 ч оба параметра значительно снижаются, если реакция идет в течение 8 ч. Напротив, в слоистом материале А1—В4С, полученном диффузионной сваркой в тех же условиях, не было обнаружено продуктов реакции. [c.131]

В методах твердофазного совме1цения компонентов матричный материал используется в виде листов, фольги, проволоки или порошка. Технологический процесс заключается в получении компактного материла одним из следующих приемов диффузионной сваркой пакета под давлением, деформационной обработкой под давлением, сваркой взрывом, прессованием и спеканием (порошковой металлургией) и др. [c.116]

При диффузионной сварке детали, подлежащие соединению, выдерживают под давлением при высокой температуре в течение определенного времени, достаточного для того, чтобы произошла диффузия металла через место стыка двух деталей и образовалось сплошное соединение. Диффузионная сварка используется, например, для создания оболочковых сотовых конструкций, пустотелых лопаток и др. [105]. Сварку ведут при температурах на 50—100 град ниже температуры полимор-( люг() прс вран ,еиия и относительно небо./паиих уде.пьных лаплеииях (0,05--0,15 кгс/мм ), [c.330]

Волокнистые композиты получают разными методами. К ним относятся пропитка пучка волокон жидкими расплавами алюминия и магния с низкой температурой плавления, плазменное напыление, применение методов горячего прессования, иногда с последующей гидроэкструзией или прокаткой заготовок. При армировании непрерывными волокнами композиций типа сэндвич , состоящих из чередующихся слоев алюминиевой фольги и волокон, применяют прокатку, горячее прессование, сварку взрывом, диффузионную сварку. Отливка прутков и труб, армированных высокопрочными волокнами, производится из жидкометаллической фазы. Пучок волокон непре-рьгоно проходит через ванну с расплавом и пропитывается под давлением жидким алюминием, магнием или жидкой смолой в случае изготовления полимерного материала. При выходе из пропиточной ванны волокна соединяются и пропускаются через фильфу, формирующую пруток или трубу. Этот метод обеспечивает максимальное наполнение композита волокнами (до 85 %), их однородное распределение в поперечном сечении и непрерывность процесса. [c.872]

Более надежна диффузионная сварка бериллия, т. к. при этом получается шов с мелкозернистой структурой, но процесс этот сложен, малопроизводителен и требует громоздкого оборудования. Диффузионная сварка ведется в вакууме (реже в атмосфере аргоиа) при 800—1250° и плотном контакте свариваемых изделий, чаще всего с приложением давления 10—300 кг1см . Чем ниже темп-ра, тем больше необходимое давление. Продолжительность выдержки под давлением от 1 до 24 час. Перед сваркой соединяемые поверхности шлифуются и обезжириваются ацетоном и спиртом. [c.146]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...