Spôsob spájkovania výrobkov z nerezovej ocele

Číslo patentu: E 16635

Dátum: 24.05.2006

Autori: Rassmus Jens, Sjödin Per

Je ešte 13 strán.

Pozerať všetko strany alebo stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

0001 Predkladaný vynález sa týka spôsobu spájkovania výrobkov z nerezovej ocele podľa predvýznakovej časti nároku 1 (pozri napriklad US 2004/056074).0002 Utesňovanie trhlín a pórov a spájkovanie spojov sú dôležité faktory pri výrobe spájkovaných výrobkov, predovšetkým pri výrobe výrobkov nepriepustných pre tekutiny. Ak je plocha spojov, trhlín a pórov veľká, potom schopnosť utesnenía a zaplnenia zvyšuje dôležitosť spájkovania, avšak schopnosť utesnenía a zaplnenia sa nemusí nevyhnutné spájať s pevnosťou spájkovanej zóny alebo oblasti. Jedinou požiadavkou je teda poskytnúť výrobky, ktoré sú dostatočné pevné na zamýšľaný účel alebo použitie. Vyvinulí sa rôzne metódy spájkovania a sú opísané napríklad v US 6 109 505 a US 4 516 716, ktoré dokumentujú spájkovanie nerezovej ocele.0003 Od predkladaného vynálezu sa vyžaduje aj poskytnutie spájkovaných výrobkov z nerezovej ocele.0004 Vyžaduje sa aj poskytnutie zlepšeného spôsobu spájkovania výrobkov z nerezovej0005 V súlade s jedným aspektom tohto vynálezu sa poskytuje spôsob spájkovania výrobkov z nerezovej ocele. Nižšie sa používa výraz spájkovanie, ale je potrebné pamätať na to, že tento vynález zahŕňa aj letovanie, a že materiál podľa tohto vynálezu obsahuje spájkovací materiál a letovací materiál. Tento vynález predstavuje spôsob spájkovania výrobkov podľa nároku l, ktorý obsahuje diely z nerezovej ocele, pričom tento spôsob zahŕňa použitie spájkovacieho materiálu na báze železa na spájkované diely a Zostavovanie dielov jeden k druhému, použitie spájkovacieho materiálu na báze železa,ktorý obsahuje aspoň 40 hmotn. Fe, 14 - 21 hmotn. Cr, 5 - 21 hmotn. Ni, 0 - 8 hmotn. Mn, 0 - 2 hmotn. C a O - 15 hmotn. Hfa bud 6 - 15 hmotn. Si a 0,2 - 1,5 hmotn. B, alebo 4 - 9 hmotn. Si a 4 - 9 hmotn. P predhrievanie zostavených dielov Vneoxidačnej atmosfére, redukčnej atmosfére, vo vákuu alebo v ich kombinácii, nanajmenej 400 °C a ponechanie dielov pri teplote najmenej 400 °C aspoň 15 minút,zvýšenie teploty na najmenej 900 °C a ponechanie dielov pri teplote najmenej 900 °C jednu hodinu, aby sa vyrovnala teplota dielov tak, aby bola rovnaká naprieč dielmi a spájkovacím materiálom, pričom zostavovane diely sa potom zahrievajú na teplotu spájkovania najmenej 1100 °C počas aspoň 30 minút, aby sa diely zospájkovali a aby spájkovací materiál zatiekol do spojov, pórov, prasklín, medzier alebo trhlín určených na vyplnenie alebo na utesnenie a ponechanie spájkovacieho materiálu, aby stuhol, aby tak vytvoril spájkované oblasti spájkovaného výrobku s priemernou tvrdosťou nie nižšou ako 600 HVl. Spôsob spájkovania zahŕňa krok (i), v ktorom sa aplikujú spájkovacie materiály na báze železa na diely z nerezovej ocele krok (ii), v ktorom sa diely zostavujú a krok(iii), v ktorom sa diely zahrievajú. Spôsob podľa tohto vynálezu sa používa na výrobu spájkovaných výrobkov s priemernou tvrdosťou, ktorá nie je nižšia ako 600 HVl (skúška tvrdosti podľa Vickersa, časť 1 Testovacia metóda (ISO 6507-11997 v spájkovaných oblastiach.0006 Podľa výhodného aspektu predkladaného vynálezu sa spoje, póry, praskliny,medzery alebo trhliny, väčšie ako 76 m, utesnia spájkovacím materiálom zatekajúcim do spojov, pórov, prasklín, medzier alebo trhlín, ktorý sa nechá stuhnúť.0007 Spájkované oblasti spájkovaných výrobkov môžu mať pevnosť v ťahu aspoň 1 10 N/mmz.0008 Hoci je koeficient tepelnej rozťažnosti rovnaký pri malých aj veľkých predmetoch z rovnakého materiálu, väčšie predmety budú mať väčšiu celkovú rozťažnosť. Ak sa zahrievajú dva predmety s rovnakou dĺžkou a rovnakou teplotou, rozdiel v ich dĺžke bude pri rovnakom teplotnom rozdiele priamo úmerný veľkosti predmetov. Obe tieto skutočnosti vedú k vzniku väčších trhlín, ktoré by spájkovacie plniace materiály mali byť schopne zaplniť. Veľké rozmery, tzn. plocha, dĺžka, šírka, hrúbka a pod., kovového predmetu majú vplyv na presnosť spájkovaných spojov alebo spájkovaných oblastí,pretože tepelná rozťažnosť dielu sa bude líšiť a môže to viest k nerovnomemej spôsobilosti aveľkým trhlinám. Ďalšie prípady nerovnomemej spôsobilosti môžu byť spôsobené dizajnom zostavovaných dielov, pohybom pri spájkovaní predmetu alebo výrobou dielov určených na Zostavovanie. Jedným dôležitým aspektom pri spájkovaní spojov alebo oblastí a pod. je teda schopnosť dosiahnuť spájkovaním vyplnenie a utesnenie.0009 Dobrú schopnost vyplňať veľké trhliny má med (Cu). Jedným z dôvodov, prečo sanepoužívajú predmety spájkované meďou, sú obmedzenia spájkovacích materiálov na báze Cu. Napr. Cu dokáže spôsobovať rôzne problémy s koróziou. Najočividnej ším problémom je skutočnosť, že pri korózii dochádza k spotrebe medi. Spotreba medi dokáže znížiť mechanickú pevnosť predmetu a predmet môže začať presakovať. Uvoľňovanie produktov korózie Cu a Cu iónov do média V danom predmete môže spôsobiť galvanickú koróziu ostatných častí systému, V ktorom je tento predmet nainštalovaný. Voľbou môže byť spájkovací materiál na báze striebra, ale bežne sa nepoužíva z dôvodu vysokej ceny striebra.0010 Spájkovacíe materiály na báze niklu (Ni) obsahujúce chróm (Cr) sa vyznačujú lepšou odolnosťou voči korózii ako spájkovacie materiály na báze Cu, avšak spájkovacie materiály na báze Ni majú určité nevýhody. Jednou z nich je to, že z niklového spájkovacieho materiálu sa môže uvoľňovať nikel napríklad pri ich používaní vo vodovodných potrubiach. Množstvo niklu je legislatívne obmedzené, napríklad aj vo vode z kohútikov. Niklové ióny môžu spôsobovať aj galvanickú koróziu ostatných častí systému, v ktorom je predmet nainštalovaný.0011 Otázkou dôležitou z hľadiska pevnosti je aj to, ako veľké trhliny alebo medzery je spájkovací materiál schopný vyplniť. Schopnosť niklových spájkovacích materiálov vypĺňať trhliny je obmedzená a niklové spájkovacie materiály môžu strácať aj pevnosť v prípade veľkých trhlín, napr. trhlín väčších ako 0,076 mm, pozri napríklad ASM Handbook, ročník 6, Welding, Brazing and Soldering, prvé vydanie 1993/Brazíng of stainless steel, strana 911 - 913. Je teda veľmi ťažké vyrábať veľké predmety spájkované materiálom na báze Ni.0012 Výber konkrétneho spájkovacieho kovu na konkrétnu aplikáciu závisí od množstva faktorov. Základnými hľadiskami sú teplota a materiály na spájkovanie. V akomkoľvek spájkovacom procese musí mať spájkovací materiál teplotu tuhnutia, ktorá je dostatočne vysoká na to, aby poskytla spájkovanej zostave požadované vlastnosti. Tento spôsob vyžaduje takú teplotu skvapalňovania, ktorá je dostatočne nízka na to, aby bola kompatibilná s teplotnými schopnosťami spojovacích dielov. Spôsob podľa predloženého vynálezu sa dá využiť na výrobu výrobkov z nerezovej ocele spájkovaním základného materiálu z nerezovej ocele so zliatinou, ktorá má do veľkej miery rovnaké zloženie ako základný materiál, čím sa poskytne homogenizovaný zliatinový spoj medzi základným materiálom alebo základnými materiálmi. Zliatina na tvrdé spájkovanie obsahuje akohlavnú zložku železo a ide preto o spájkovací materiál na báze železa. Spájkovací materiálna báze železa sa môže vyrábať atomizáciou plynu alebo vody, liatím taveniny,mechanickým legovaním alebo drvenim ingotov.0013 Pri spájkovaní spoja je vhodné, aby Spájkovací materiál zvlhčoval tie diely predmetu, ktoré majú byť spájkovaně, a aby mohol spájkovací materiál počas spájkovania zatekať do trhlín, spojov, pórov a pod. Teplota tavenia spájkového materiálu je výhodne nižšia ako teplota tavenia základného materiálu daných dielov. Zodpovedajúcou vlastnosťou spájkovacieho materiálu je schopnosť zapĺňať trhliny, spoje, póry a pod Spájkovacie materiály na báze niklu majú horšiu schopnosť vypĺňať trhliny, a preto je veľmi ťažké vyrábať veľké predmety, ako napríklad veľké výmenníky tepla, spájkované niklom.0014 Spájkovací materiál sa môže vyrobiť vo forme plechu, prášku alebo prášku zmiešaného so spojivom vo forme pasty alebo sa môže rozptýliť v zmesi spojiva a kvapaliny, ktorá sa dá natrieť alebo nastriekať na povrch základného materiálu.0015 Spájkovací materiál na báze železa sa dá aplikovať ako prášok alebo ako pasta,pričom jedným spôsobom môže byť aj aplikácia pásikov alebo kvapiek spájkovacieho materiálu na báze železa tak, že sa vytláča cez dýzu. Ďalším spôsobom aplikácie spájkovacieho materiálu na báze železa môže byť aplikácia spojíva vo forme kvapiek alebo pásov nanesených na základný materiál s následným rozptýlením spájkovacieho prášku na jeho povrch.0016 Spájkovaný výrobok môže byť montážnou podskupínou, ktorá sa spája do jedného alebo viacerých ďalších dielov, pričom spájkovací materiál na báze železa sa aplikuje na diely určené na ďalšie spájkovanie a po zmontovaní dielov určených na ďalšie spájkovanie sa opakujú kroky predhrievania zostavených dielov a zahrievania zostavených dielov na teplotu spájkovania. Výrobca tak má možnosť vyrábať výrobky so zložitým dizajnom,ktoré sa musia spájkovať v postupných krokoch.0017 Spôsob zahŕňa zahrievanie na spájkovaciu teplotu, najmenej 1100 °C, a v niektorých uskutočneniach zahrievanie na spájkovaciu teplotu najmenej 1150 °C. Zahrievanie sa môže uskutočňovať aspoň počas 30 minút. Diely alebo výrobky sa môžu zahrievať na teplotu, pri ktorej sa taví Spájkovací materiál. Spôsob podľa tohto vynálezu obsahuje krok, ktorý zahŕňa predhrievanie dielov, napríklad na teplotu najmenej 400 °C,najmenej 500 °C alebo dokonca najmenej na 550 °C, a ponechanie dielov pri tejto teplote napriklad najmenej 15 minút, najmenej 30 minút, najmenej 1 hodinu alebo aj dlhšie, snásledným zvýšením teploty, napríklad na najmenej 900 °C, najmenej 1000 °C alebo

MPK / Značky

MPK: B23K 1/19, B23K 1/00, B23K 1/008, B23K 35/30

Značky: spájkovania, ocele, spôsob, nerezovej, výrobkov

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/21-e16635-sposob-spajkovania-vyrobkov-z-nerezovej-ocele.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob spájkovania výrobkov z nerezovej ocele</a>

Podobne patenty