Spôsob spojovania kovových povrchov a zmes na jeho vykonávanie

Číslo patentu: 282878

Dátum: 02.12.2002

Autor: Timsit Roland Sion

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Spôsob spojovania hliníkového povrchu k povrchu hliníkovému, medenému, mosadznému alebo oceľovému so zliatinou na tvrdé spájkovanie, ktorá má teplotu tavenia nižšiu ako kovy povrchov, ktoré majú byť spájané, bez pre-pokovenia jedného z povrchov zliatinou na tvrdé spájkovanie, keď sa na najmenej jeden zo spájaných kovových povrchov nanesie vrstva spájkovacej zmesi na tvrdé spájkovanie, obsahujúcej čiastočky kovu ako kremík, meď a germánium, a tavidlo s fluórhlinitanom draselným s teplotou tavenia menej ako 600 °C na odstránenie vrstiev oxidu vytváraných na spájanom povrchu, pričom čiastočky kovu majú veľkosť 4 až 80 um. Potom sa spájaný povrch a spájkovacia zmes umiestnená vedľa seba, zahrejú na teplotu, pri ktorej sa roztaví tavidlo, odstráni sa oxidová vrstva z hliníkového povrchu a kovové čiastočky spájkovacej zmesi sa rýchlo rozpustia na hliníkovom povrchu, z ktorého je odstránená oxidová vrstva a vytvorí sa eutektická zliatina na tvrdé spájkovanie in situ, pričom medzi spájanými povrchmi sa vytvorí pevný spoj.

Text

Pozerať všetko

Vynález sa týka spôsobu spojovania hliníkového povrchu k povrchu hliníkovćmu, medenému, mosadznému alebo oceľovému so zliatinou na tvrdé spájkovanie ako aj zmesi, používanej pri spájaní a obsahujúcej tavidlo, schopné odstrániť z povrchov oxidovú vrstvu.Je známe, že hliníkové súčasti možno spájať tak, že sa hliníková zliatina na tvrdé spájkovanie umiestni medzi alebo k povrchom spájaných časti. Hliníková zliatina na tvrdé spájkovanie a povrchy, ktore je treba spojiť, sa zahrejú v požadovanej polohe na teplom (spájkovaciu teplom), pri ktorej sa taví spájkovacia zliatina, ale k roztaveniu súčasti nedôjde. Po nasledujúcom ochladení vytvorí spájkovacia zliatina zvar alebo spoj, spájajúci povrchy súčastí. Aby bolo pri zahriatí dokonale zaistené roztavenie len spájkovacej zliatiny, odporúča sa Väčšinou, aby teplota topenia zliatiny bola prinajmenšom o 30 až 40 °C nižšia, než je teplota topenia kovov jednotlivých súčastí. Príkladom vhodnej hliníkovej zliatiny na tvrdé spájkovanie je eutektická zlúčenina Al-Si, ktorá sa taví pri 577 °C.Väčšinou sa uskutoční plátovanie hliníkovej zliatiny na tvrdé spájkovanie aspoň jedného zo spojovaných povrchov. Takto vopred poplátované súčasti sú relativne nákladné a Vo veľkej väčšine prípadov sa dáva prednosť pripojeniu spájkovacej zliatiny nejakým iným spôsobom než plátovaním. .ledna zo známych možností je nanesenie alebo priloženie zliatiny na tvrdé spájkovanie k povrchu jedného alebo oboch súčastí vo forme prášku alebo zrniek, obsiahnutých vo vhodnom nosiči, ktorý je vo forme tekutiny alebo pasty.V patente Spojených štátov amerických 3, 971, 501(Cooke) sa opisuje metóda spojenia hliníkových povrchov pomocou hliníkovej spájkovacej zliatiny, kedy sa zmes hliníkovej spájkovacej zliatiny vo forme prášku a tavivo vo forme prášku nanesie na spojované povrchy. Nanesená vrstva sa usuší a potom sa povrchy zahrejú na spájkovaciu teplotu, čím je spájkovanie ukončené. Pri tomto postupe,tak ako pri iných známych systémoch, sa používa zliatína na tvrdé spájkovanie.Hoci boli vyvinuté spôsoby tvrdého spájkovania bez použitia taviva, ich používanie je obmedzené ekonomickýnni a inými faktormi, spôsobenými nevyhnutnosťou pracovať V špeciálnych podmienkach a so špeciálnym vybavením, ktoré je potrebne k úspešnému uskutočneniu takého postupu. Väčšinou je však potrebné pri spájkovaní hliníka použiť tavivo a odstrániť tak oxidovú vrstvu, ktorá sa obyčajne vytvára na nechránených kovových povrchoch V mieste spoja a tiež tým zvýšiť prenikanie roztavenej zliatiny na tvrde spájkovanie počas zahrievania. Materiál použitý ako tavivo k spájkovaniu musí mať schopnosť sa správať ako tavivo, rozpúšťajúce alebo inak odstraňujúce oxidy kovov pri teplotách topenia a pritom zostať V zásade nezmenený, pokiaľ ide o hliník pri podobných teplotách. Vzhľadom na to, že tavivá sú obyčajne reaktívne len Vtedy,ak sú aspoň čiastočne roztavené, mali by sa tavivá na spájkovanie hliníka na tvrdo taviť úplne alebo čiastočne pri spájkovacích teplotách, t. j. pri teplote väčšinou nie vyššej a radšej nižšej než 577 °C.Materiál komerčne používaný ako tavivo pri spájkovaní hliníka na tvrdo, boli väčšinou zmesi prevažne chloridových solí, do ktorých sa V niektorých prípadoch pridáva fluorid. V poslednom čase sa na spájkovanie hliníka na tvrdo s veľkým úspechom používalo tavivo s obchodným ná zvom NOCOLOKR, ktoré je Vlastne fluorohlinitan draselný.Uvedené nedostatky sú do značnej miery odstránené predloženým Vynálezom, ktorý je možné využiť na spájanie podobných alebo rôznych kovov a môže byť napriklad Využitý na spájanie hliníka s hliníkom, meďou, mosadzou alebo oceľou. Tento spôsob obsahuje potrenie aspoň jedného spojovaného kovového povrchu zmesou kovových čiastočiek a tavidla na spájkovanie z iluorohlinitanu draselného. Kovové čiastočky, obsiahnuté v zmesi, sú kremikové, medené alebo germaniové, upravene tak, že vytvárajú aspoň s jedným z povrchových kovov eutektikum, ktoré je možne spájkovať. Ďalším krokom je zahriatie povrchov a nanesenie pri teplote blízkej nad teplotu topenia tak tavidla, ako zliatiny na tvrdé spájkovanie, čim dôjde k rozpusteníu alebo odstavveniu oxidovej vrstvy na povrchu, ktorý ma byť spojený. Ciastočky kovu, obsiahnuté V zmesi, sa rozpustía v kovovom povrchu očistenom od oxidu, a tým vytvoria vrstvu zliatiny na tvrdé spájkovanie, ktorá sa roztavi a preniká do stredu plochy medzi oba spojované diely. Dôjde k vytvoreniu spoja, a tým celej pevnej zostavy. Roztavenć tavidlo znižuje povrchové napätie roztavenej zliatiny na tvrdé spájkovanie a napomáha jej prenikaniu medzi spojovanć diely. Ďalej sa koná ochladenie spojených súčasti, a tým sa získa pevný spoj medzi oboma povrchmi.Nanášaná zmes môže byť vo forme suchého prášku,pasty alebo riedkej kašovitej hmoty, najlepšie s tekutým prchavým nosičorn, ktorého základom môže byť Voda alebo organická zlúčenina, ako alkohol. Najvodnejšia kovová zložka nanášanej zmesi je kremík, ale možno použiť aj iné kovy, ako napr. med alebo germánium. Toto je špecifikácia a V ďalej uvedených nárokoch sa slovom kov označuje kov V elementámej forme tak, ako je priemyselne vyrábaný V nelegovanej forme, ktorý môže obsahovať malú koncentráciu nečistôt, ktorá však nemá na jeho vlastnosti vplyv. Hlavnou požiadavkou je, aby bola V nanášanej zmesi obsiahnuté kovová zložka, ktoráje schopná sa za spájkovacej teploty rozpúšťať v hliníku alebo inom spojovanom kove, a ktorá s kovom vytvára in situ vrstvu zliatiny na tvrdé spájkovanie.Tavidlová zložka V nanášanej zmesi môže byť tvorená akýmkoľvek materiálom, schopným odstraňovať oxidovanú vrstvu a taviacim sa pri teplote nižšej ako 600 °C. NajVhodnejšim tavidlom je komplex fluorohlinitanu draselného. Fluorohlinitanom draselným sa tu rozumejú také materiály, ktoré obsahujú zložku draslík, hliník a íluór V takom pomere, že sú prítomné zlúčeniny ako KF, AlF 3, KAlF 4,KgAlFó bud jednoducho, alebo dvojito, alebo V kombináciách. Zloženie možno vyjadriť ako elementáme zloženie 20 až 45 K,10 až 25 Ala 45 až 60 Faleboako koncentrácia zlúčeniny KF a AlF 3, ako 40 - 70 AlFg a 30 - 70 KF. Podobné tavidlá boli opísané V Britskom patente č. 1 055 914, priznanom Societe des Soudures Castolin S. A., publikovanom 18. januára 1967 za kombináciu, obsahujúca 53 - 55 A 11 a 45 až 47 KF, a V patente USA č. 3,951,328, publikovanom 20. apríla 1976,priznanom Alcam Research and Development Limited za kombináciu 45 - 65 AIF a 35 - 55 KF, tvoriacu zmes K 3 AlF 5 a KAlF 4, taviacu sa pri teplote okolo 577 °C. Iným iluorohlinitanom draselným, ktorý ma žiadané Vlastnosti tavidla je zmes 65,6 až 99,9 KAIF., a 34,4 - 0,1 KgAlFg a ďalší obdobný je opísaný V European Patent Publication EP 0295541, ktorý bol publikovaný 21. decembra1988 menom spoločností Showa Aluminium Co. Ltd. za tavidlo obsahujúce jednu zložku zvolenú zo skupiny KZAIFS a KzAlFs . HZO zo zostávajúcou zložkou KF.Jedným príkladom priemyselne vyrábaného íluorohlinitanu draselného je tavidlo NocolokR, ďalším sú fluorohlinitany draselné, ako napr. KAlF 4, KzAlFs, KgAlFć a ich zmesi. Ďalšou možnosťou je íluorohlinitan sodný zmiešaný s jednou alebo viacerými z nasledujúcich zlúčenín - chlorid cězny, chlorid rubidný, fluorid lltny, fluorid cézny a ďalšie alkalické halogenidové soli, ktore znižujú teplotu tavenía tavidla. Ďalšie známe hliníkové tavidlá na spájkovanie sú zmesi alkalických kovov a alkalických zemín chloridov a fluoridov, chloridu amónneho, fluoridu amónneho, KHFZ ,NaHFZ, NH 4 HFz, chloridu zinočnatého, zmesi chloridu zinočnatého, kyslého íluoridu draselného, chloridu amónneho a KzZrFő.Ďalším používaným tavidlom je tavidlo opísané v žiadosti o britský patent GB 2 241 51 3 A, publikovanej 4. septembra 1991. Toto tavidlo obsahuje fluorid cézny, fluorid hlinitý a kryštalický hydroxid hlinitý alebo oxid hlinitý,alebo oba tvoriace kryštalickú zlúčeninu, ktorá ma nasledujúce zloženie a obsahuje cézium vo forme zložitej solix.CsF - y.AIF 3 - l/2 . z . A 120, . nHZO a/alebo Al 2 O 3,kdexyz l 00,x/y 3,42 x 66 az 2 v mol. . Hodnota n je akákoľvek vhodná hodnota pre kryštálovú vodu A 120, Táto kryštalická zlúčenina má teplotu tavenia 440 až 580 °C, toto tavidlo nekoroduje a jeho použitie je bezpečné.Kovová zložka a tavidlo sú väčšinou v zmesi prítomné V hmotnostnom pomere kovovej zložky k tavídlu od 0,1 z 1 do 5 l, najlepšie 0,25 l do l l.Najvhodnejšie je, ak je kovová zložka nanášanej zmesi vo forme drobných častíc, napr. s rozmermi a rozsahom od 4 do 80 m, výhodnejšie od 5 do 50 m.Podľa potreby môže nanášaná zmes tiež obsahovať spojivovú zložku a byť vo forme pasty. Toto spojivo by malo byť zvolené z rôznych spojivových materiálov, ktore sú schopne sa odparovať pri teplote nižšej ako je teplota tavenia tavidla a eutektickej zliatiny. Ako vhodné spojivo možno napr. uviesť zmes polyetylmetakrylátu a butylakrylátu alebo 1-(2-metoxy-1-metoxy)-2-propanolu apropylénglykolu ako nosiča alebo Z-metyl-ZA-pentanediol.Množstvo nanášanej zmesi aplikovanej na povrch je zvyčajne menšie ako 130 g/mz, pričom sa dáva prednosť rozsahu medzi 30 - 100 g/mz. Ak je do zmesi primíešané spojivo, možno aplikovať až 130 g/mz. Ale ak ide o zmes bez spojiva, nemalo by byť nanesené viac ako 100 g/mz. Skúsenosť ukázala, že zmes je najlepšie nanášať tak, aby na povrchu bolo od 20 do 30 d/mz tavidla.V prípade, že kovovou zložkou pokovovacej zmesi sú kremíkové čiastočky a kov, ktorý je treba pripojiť je hliník,je najlepšie robiť spojovanie podľa tohto vynálezu pri teplote v rozsahu od 500 do 600 °C. Kvalita spájkovaného spoja, t. j. jeho úplnosť, rozmery zvaru atd. závisí od relatívneho obsahu Si/tavidlo V zmesi na tvrdé spájkovaníe, na pokrytie povrchu touto zmesou a od času zohrievanía pri spájkovacej teplote.Pri spájkovaní na tvrdo dochádza prostrednictvom doplnkového pôsobenia materiálu tavidla a kovu na povrchu. Teplota na spájkovanie na tvrdo závisí od kovu na povrchu alebo od kovov, ktoré sa spájajú. Hliníkové povrchy možno napr. spájkovať na tvrdo pri teplotách v rozpätí od 500 do 600 °C, hliník a med pri teplotách od 570 do 590 °C.Pri spájaní hliníkových povrchov sa tavidlo topí pri teplote 600 °C a rozpúšťa alebo odstraňuje prirodzenú oxidovú vrstvu na hliníkových povrchoch, ktore sa budú spájať a vystaví čistý hliníkový povrch pôsobeníu jemnéhokremíkového prášku. Vzhľadom na vysokú rozpustnosť kremíka v hliníku pri takejto teplote sa kremík V obnaženom hliníkovom povrchu rýchle rozpustl a vytvorí povrchovú vrstvu zo zliatiny Al/Sí v zložení, o ktorom sa predpokladá, že je blízke eutektiku Si/Al 12,6 Si/ 87,4 A 1 v každej hliníkovej súčasti. Pretože teplota topenia tohto eutektika je len 577 °C, hliníkové povrchy, obsahujúce kremík, sa topia pri teplote nad 577 °C a prenikajú tak do stredu spoja. Roztavene tavidlo znižuje povrchové napätie eutektickej zliatiny Si/Al a pomáha roztavenej zliatine preniknúť do stredu spoja a tým zvyšuje jeho kvalitu. Je potrebné upozomiť na to, že pokiaľ sa použije tavidlo vo forme prášku príliš veľké množstvo kremíka, môže sa vytvoriť povrchová vrstva hliníkovej zliatiny s nízkou teplotou topenia a vysokou tekutosťou, ktorá znemožní vytvorenie požadovaného pevného zvaru na spoji. Pretože vytvorenie eutektickej zliatiny Al/Si závisí od rozpustnosti kremíka v hliníku, proces spájkovania na tvrdo vyžaduje časový interval pri teplote nad 577 °C a dostatočne dlhý na to, aby došlo k difúzii Si a k následnému vytvoreniu zliatiny a zvaru. Tento časový interval býva väčšinou od 2 do 5 minút v závislosti od rozmerov zvaru.Taktiež sa zistilo, že kvalita zvaru pri spájkovaní na tvrdo pri spojoch vyrobených z hliníkových súčasti, obsahujúcich legujúce prvky, ako napr. mangán, med a pod. spoločne s hliníkom, sa môže zvýšiť pridaním nepatmého množstva prášku týchto alebo iných prvkov, alebo ich zliatin do nanášanej zmesi. Nanášaná zmes môže obsahovať prášok iných kovov, ktorých čiastočky budú mať rovnako veľkosť ako čiastočky kovov tvoriacich eutektikum. Tým dôjde k vylepšeniu vlastností spojovaných súčastí. Napríklad pridaníe medi do nanášanej zmesi vedie k dostatočnej difúzii Cu na spojoch a do stredu zliatiny spájaných súčastí v priebehu spájkovania na tvrdo, čím sa zvýši ich mechanická pevnosť. Pridanie prášku Fe, Mn, Ni a Zn do pokovovacej zmesi, buďjednotlivo, alebo vo vzájomných kombináciách, môže zvýšiť mechanickú odolnosť, odolnosť proti teplotám a/alebo môže zlepšiť tepelnú zušľachtiteľnosť spojených hliníkových súčastí. Pridaním Bi a Sr sa zvyšujú namáčacie vlastnosti eutektickej tekutiny vzhľ dom na základnú zliatinu V priebehu spájkovania na tvrdo. Odolnosť spájkovacich súčastí proti korózii je možné zvýšiť pridaním prášku Mn, Cr, Sb, V alebo Zn. Pridaním Zn možno získať dokonalejšiu konečnú úpravu, ktorá nasleduje po anodickom okysličovaní. Zvárateľnosť súčastí spájkovaných na tvrdo možno zvýšiť pridaním Be do nanášanej zmesi.Odolnosť hliníkových spojov spájkovaných na tvrdo pri použití opísanej zmesi a kovov v okolí spoja proti korózii možno výrazne zvýšiť pridaním materiálu, ktorý možno galvanizovať, ako napr. zinku a pod. do spájkovacej zmesi. Množstvo tohto materiálu musí byť zvolené tak, aby vyhovelo požiadavke na vytvorenie ochrany proti korózii, pričom by nedošlo k zníženiu celkovej kvality spájkovaného spoja.Na ďalšiu ilustráciu vynálezu uvedieme nasledujúce príklady.Použili sa dva prúžky hliníkovej zliatiny AAl 100. Tieto prúžky boli 25 mm široké, 28 mm dlhe a ich hrúbka bola 1,3 mm.Nanášaná zmes z taviva a kremíka bola pripravená zmiešaním taviva na spájkovanie NOCOLOKR a kremikového kovového prášku s časticami veľkými asi 30 m. Tavivo a kremík sa zmiešali v rôznych pomeroch tak, ako je vidieť v tabuľke l.V izopropylalkohole bol z nanášanej zmesi, obsahujúci tavivo a kremík vytvorený kašovitý roztok. Naniesol sa na povrch prúžka tak, že sa prúžky do kašovitého roztoku namočili, vytiahli sa a počas 5 minút sa sušili pri teplote 150 °C. Obidva kusy boli zložené do tvaru l a zohríate v spájkovacej pecí v dusíkovej atmosfére na teplotu 600 °C. Celkový čas spájkovania na tvrdo bol 12 minút s približne J-minútovým intervalom pri maximálnej teplote 560 - 605 °C.Bola zaznamenané kvalita spájkovania na tvrdo vzhľ dom na veľkosť a kvalitu zvaru. Výsledky sú zaznamenané v nasledujúcej tabuľke l. Výsledky skúšok ukázali, že prímes množstva 3,3 g/mž prášku Si je nedostatočná na to, aby bolo možné spájkovanie na tvrdo uskutočniť, ale pri pridaní množstva 11,6 g/mz sa ziskal vynikajúci zvar.g Ihmotnontnýi celková tavivu Si IUskutočnilo sa porovnanie vody a ízopropylalkoholu ako nosičov na použitú kašovitú hmotu. Je známe, že izopropylalkohol zvlhčuje povrch hliníka bez toho, aby bolo potrebné vopred jeho povrch očistiť, pretože preniká vrstvou oleja a vazellny, vyskytujúcej sa na povrchu hliníkového plátu. Ale v priemyselnej praxi možno využívať ako nosiče len vodu. Z tohto dôvodu bol realizovaný pokus, aby sa overilo, či je vodný nosič na povrch plátu schopný naniesť dostatočné množstvo taviva a Si tak, aby pri spájkovaní na tvrdo došlo k uspokojívému výsledku.Bola vytvorená zmes tavivo/Si v rôznom vzájomnom pomere oboch zložiek a v rôznych koncentráciách kašovitej hmoty tak, ako ukazuje tabuľka 2.Použitou testovacou vzorkou bola malá časť typického hliníkového výmenníka tepla, zhotovená z dvoch platov AAl 100, zvierajúcimi vlnitý švik, zhotovený zo zliatiny AA 3003. Žiadny z týchto kusov nebol potiahnutý zvyčajnou zliatinou na tvrdé spájkovanie Al- ll Si. V priebehu testovania bola kašovitá zmes, kde bol ako nosič použitý alkohol, nanesená priamo na kovový povrch. Kašovitá zmes, kde bola nosičom voda, sa naniesla na očistený kovový povrch. Očistenie testovanej vzorky bolo realizované V 5 hmotnostnom roztoku hydroxidu sodného na 5 - 15 sekúnd, aby bolo zaistené dostatočné navlhčenie povrchu kašovitou zmesou, kde bola nosičom voda.Kašovitá zmes taviva/Si bola nanesená tak, že sa do nej testovaná vzorka namočila, vytiahla a potom sa uskutočnilo odparenie nosiča vysušením vzorky pri teplote 150 °C V čase 5 minút. Uskutočnilo sa odmeranie nárastu hmotnosti vzorky. Podľa tohto nárastu sa vypočítalo množstvo taviva a kremíkového kovu na povrchu. Výsledky ukazuje tabuľka 2.Výsledky dokazujú, že pri použití vody ako nosiča v kašovitej zmesí možno na povrch naniesť zodpovedajúcu hmotnosť Si kovu a tavíva.motnoutn einer hmotnost omurTestované vzorky boli pripravené rovnakým spôsobom ako v príklade 2. Pomocou kašovítej hmoty, kde bol ako nosič použitý izopropylalkohol, bola nanesená vrstva taviva a kremika. Kašovitá zmes bola použitá v troch rôznych koncentráciách - 20, 30 a 40 pevných látok vo vode - na povrch sa tak naniesol Si a tavivo v rôznom množstve tak,ako je uvedené v tabuľke 3. Vzorka bola ponorená do zmesi a nosič sa následne odstránil vysušením pri teplote 150 °C v čase 5 minút. Vzorka bola potom spájkovaná na tvrdo pri rozdielnych konečných teplotách - 585, 590 a 600 °C v dusíkovej atmosfére rovnakým postupom ako je oplsané v príklade l.Systém spájkovania Si/tavivo alkohol Vizuálne hodnotenie veľkosti zvaruKoncetrňt hiš. zmesi 20 hmotnosti 30 hmotnosti 40 hmotnosti pevných látok pevných léto pevných látokUvedené výsledky ukazujú rozsah množstva použitého tavíva a kovu, ktorý dáva uspokojivé výsledky.Pri spájkovacej teplote 600 °C boli dosiahnuté uspokojivé výsledky len s l,3 g/mz kremíka a s pomerom Si/tavivo 1 3. Pri pomere Si/tavivo väčšom ako 1 3 sa uspokojivé výsledky zvaru získali pri použití od 2 do 6,5 g/mz Si. Pri spájkovacej teplote 590 °C boli dosiahnuté uspokojivé výsledky len s 2,4 g/mz za predpokladu, že pomer Si tavivu je l z l.Pri spájkovacej teplote 585 °C boli dosiahnuté uspokojive výsledky s približne 4,0 gmz Si pri pomere Si/tavivo l l. Z uvedeného vyplýva, že čím vyššia je spájkovacia teplota, tým je na dosiahnutie uspokojivých výsledkov potrebná nižšia koncentrácia Si.Vzorka bola pripravená rovnako ako V príklade 2.Aplikovala sa zmes Si a taviva NOCOLOKR pomocou kašovitej zmesi, kde nosičom bola voda. Hmotnostná koncentrácia pevných látok vo vode bola 40 .Spájkovanie bolo uskutočnené pri teplote 600 °C a kvalita zvaru bola posudzovaná vizuálne. Výsledky sú uvedené v tabuľke 4.Systém spájkovania Si/tavivo alkohol Vizuálne hodnotenie veľkosti zvaru40 hmotne ati pevných látokUvedené výsledky ukazujú, že je potrebné dodať 7,0 g/mz Si, aby sa dosiahol zvar požadovanej kvality a že množstvo 4,30 g/mz je nedostatočné, ak je pomer Si/tavivo menší ako l 13,3.Tento príklad je zameraný na zvýšenie odolnosti proti korózii, ktorá sa dosiahne pridaním zinkového kovového prášku do práškovej zmesi NOCOLOKR/Si.Zmes tavivového kovu obsahovala l diel Zn prášku /čístota 99,9 , veľkosti asi 8 mikrónov/1 diel Si prášku /čistota 99,1 , veľkosti asi 44 milcrónov/ 4 diely taviva NocoLoKVšetko bolo rozmiešané na kašu v takom množstve vody, aby bol podiel pevnej časti 40 .Zmes taviva/kov bola aplikovaná na pásiky lxl 1/2 AAll 00 a AA 3003, vopred očistenej 5 hmotnostným roztokom hydroxidu sodného. Pásiky boli ponorené do kašovitej zmesi a osušené. Nános obsahoval 4,3 g/mz Si,4,5 g/mz Zn a 17,2 g/mz taviva NocoLoK.Pásiky boli k sebe priložené do tvaru T a spájkované na tvrdo zahriatím na 600 °C v dusíkovej atmosfére.Potom sa pásiky rozrezali a rez zvarom bol skúmaný pod elektrónovým mikroskopom. Zistilo sa, že Zn prenikol do hlinikovej zliatiny prinajmenšom do hĺbky 50 mikrónov a že takmer všetok Si reagoval s Al a vytvoril eutektickú zliatinu Al- ll Si.Následne boli pásiky podrobené testu na koróziu a porovnané s podobnými vzorkami, spáijkovanými bežným spôsobom s NOCOLOKR bez pridania Si alebo Zn do taviva. Výsledky tohto testu dokázali, že pridaním Zn do taviva sa nepriaznivo neovplyvní proces difúzie Si ani odolnosť pásikov proti korózii.Postup opisovaný v tejto žiadosti o uznanie patentu možno tiež využiť pri spájaní hliníka a medi. V tomto teste sa použil preplátovaný spoj. Základná doštička mala rozmery 63 mm x 50 mm a bola preplátovaná o 50 mm pásikom s rozmermi 25 mm x 75 mm. Hliníková zložka(Al 100) bola vyčistená v 5 hmotnostnom 65 C roztoku hydroxidu sodnćho, potom očistená v 50 roztoku kyseliny dusičnej, opláchnutá vo vode a vysušená prúdom vzduchu. Medená zložka bola počas jednej minúty čistená v 50 kyseline dusičnej, opláchnutá vodou a vysušená prúdom vzduchu.Experimentálne podmienky sú zobrazené v tabuľke 5.Konfigurácia Kone. kaä. zmesí Celkové Celkové Celkové Maxim. 5 celk. mn. pev. častízmesou taviva Si bola pokrytá len spodná strana pásika,základná doštička pokrytá nebola.Na zostave medený pásik/hliníková základňa sa dokázalo, že k spojeniu pri teplote 584 °C dôjde, ale na okrajoch medenćho pásika dochádza k pomerne rozsiahlej erózii hlinikovej základne. Pri zostave hliníkový pásik/medená základňa pri teplote 576 °C spájkovanie na tvrdo neprebehlo. Možnou príčinou bolo to, že nebola dosiahnutá dostatočná teplota. Spájkovanie na tvrdo pri nízkej hmotnosti Si v zmesi (8,2 g/mz) bolo tiež úspešné.Vynález môže byt využívaný pri spájaní dvoch alebo viacerých kovových častí, z ktorých jedna je vyrobená z hliníka, a ktorú je treba spájkovať na tvrdo.l. Spôsob spojovania kovových povrchov ako hliníkového povrchu k povrchu hliníkovému, medenému, mosadzněmu alebo oeeľovému so zliatinou na tvrdé spájkovanie,ktorá má teplotu tavenia nižšiu ako kovy povrchov, ktoré majú byť spájané, bez pre-pokovenia jedného z povrchov zliatinou na tvrde spájkovanie, v y z n a č u j ú c i s a t ý m , že na najmenej jeden zo spájaných kovových povrchov sa nanesie vrstva spájkovacej zmesi na tvrde spájkovanie, obsahujúcej čiastočky kovu, ako kremik, med a germánium, a tavidlo s fluórhlinitanom draselným s teplotou tavenia menej ako 600 C na odstránenie vrstiev oxidu vytváraných na spájanom povrchu, pričom čiastočky kovu majú veľkosť 4 až 80 m, potom sa spájaný povrch a spájkovacia zmes umiestnene vedľa seba zahrejú na teplotu, pri ktorej sa roztaví tavidlo, odstráni sa oxidová vrstva z hliníkového povrchu a kovove čiastočky spájkovaeej zmesi sa rýchlo rozpustia na hliníkovom povrchu, z ktorého je odstránená oxidová vrstva a vytvorí sa eutektická zliatina na tvrde spájkovanie in situ, pričom medzi spájanými povrchmi sa vytvorí pevný spoj,

MPK / Značky

MPK: B23K 35/30, B23K 35/28, B23K 35/36

Značky: spôsob, kovových, spojovania, povrchov, vykonávanie

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/6-282878-sposob-spojovania-kovovych-povrchov-a-zmes-na-jeho-vykonavanie.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Spôsob spojovania kovových povrchov a zmes na jeho vykonávanie</a>

Podobne patenty