Pagpapatigas ng mga aktibong metal

1. Materyal na pang-brazing

(1) Ang titanium at ang mga base alloy nito ay bihirang i-braze gamit ang malambot na panghinang. Ang mga filler metal na ginagamit sa brazing ay pangunahing kinabibilangan ng silver base, aluminum base, titanium base o titanium zirconium base.

Ang silver based solder ay pangunahing ginagamit para sa mga bahaging may temperaturang gumagana na mas mababa sa 540 ℃. Ang mga joint na gumagamit ng purong silver solder ay may mababang lakas, madaling mabasag, at mahinang resistensya sa kalawang at oksihenasyon. Ang temperatura ng pagpapatigas ng Ag Cu solder ay mas mababa kaysa sa pilak, ngunit ang pagiging basa ay bumababa kasabay ng pagtaas ng nilalaman ng Cu. Ang Ag Cu solder na naglalaman ng kaunting Li ay maaaring mapabuti ang pagiging basa at ang antas ng pag-alloy sa pagitan ng solder at ng base metal. Ang AG Li solder ay may mga katangian ng mababang melting point at malakas na reducibility. Ito ay angkop para sa pagpapatigas ng titanium at titanium alloys sa protective atmosphere. Gayunpaman, ang vacuum brazing ay magpaparumi sa furnace dahil sa pagsingaw ng Li. Ang Ag-5al- (0.5 ~ 1.0) Mn filler metal ang ginustong filler metal para sa mga thin-walled titanium alloy component. Ang brazed joint ay may mahusay na resistensya sa oksihenasyon at kalawang. Ang shear strength ng titanium at titanium alloy joints na pinatigas ng silver base filler metal ay ipinapakita sa Table 12.

Talahanayan 12 mga parametro ng proseso ng pagpapatigas at lakas ng pagkakadugtong ng titanium at titanium alloys

Mababa ang temperatura ng pagpapatigas ng aluminum based solder, na hindi magdudulot ng paglitaw ng titanium alloy β Phase transformation na nagpapababa sa mga kinakailangan para sa pagpili ng mga materyales at istruktura ng fixture ng pagpapatigas. Mababa ang interaksyon sa pagitan ng filler metal at ng base metal, at hindi halata ang dissolution at diffusion, ngunit maganda ang plasticity ng filler metal, at madaling igulong ang filler metal at ng base metal nang magkasama, kaya't napakaangkop nito para sa pagpapatigas ng titanium alloy radiator, honeycomb structure at laminate structure.

Ang mga flux na nakabase sa titanium o titanium zirconium ay karaniwang naglalaman ng Cu, Ni at iba pang mga elemento, na maaaring mabilis na kumalat sa matrix at mag-react sa titanium habang nagpapatigas, na nagreresulta sa kalawang ng matrix at pagbuo ng malutong na patong. Samakatuwid, ang temperatura ng pagpapatigas at oras ng paghawak ay dapat na mahigpit na kontrolin habang nagpapatigas, at hindi dapat gamitin para sa pagpapatigas ng mga istrukturang may manipis na pader hangga't maaari. Ang B-ti48zr48be ay isang tipikal na Ti Zr solder. Mayroon itong mahusay na pagkabasa sa titanium, at ang base metal ay walang tendensiyang lumaki ang butil habang nagpapatigas.

(2) Pagpapatigas ng mga filler metal para sa zirconium at base alloys. Ang pagpapatigas ng zirconium at base alloys ay pangunahing kinabibilangan ng b-zr50ag50, b-zr76sn24, b-zr95be5, atbp., na malawakang ginagamit sa pagpapatigas ng mga tubo ng zirconium alloy ng mga nuclear power reactor.

(3) Ang brazing flux at protective atmosphere na titanium, zirconium at base alloys ay maaaring makakuha ng kasiya-siyang resulta sa vacuum at inert atmosphere (helium at argon). Ang high purity argon ay dapat gamitin para sa argon shielded brazing, at ang dew point ay dapat na -54 ℃ o mas mababa. Ang espesyal na flux na naglalaman ng fluoride at chloride ng metal na Na, K at Li ay dapat gamitin para sa flame brazing.

2. Teknolohiya ng pagpapatigas

Bago magpatigas, ang ibabaw ay dapat linising mabuti, tanggalin ang grasa, at tanggalin ang oxide film. Ang makapal na oxide film ay dapat tanggalin sa pamamagitan ng mekanikal na pamamaraan, sand blasting, o molten salt bath. Ang manipis na oxide film ay maaaring alisin sa solusyon na naglalaman ng 20% ​​~ 40% nitric acid at 2% hydrofluoric acid.

Ang Ti, Zr at ang kanilang mga haluang metal ay hindi pinapayagang dumampi sa ibabaw ng pinagdugtong na may hangin habang pinapainit gamit ang brazing. Maaaring isagawa ang brazing sa ilalim ng proteksyon ng vacuum o inert gas. Maaaring gamitin ang high frequency induction heating o heating in protection. Ang induction heating ang pinakamahusay na paraan para sa maliliit na simetrikal na bahagi, habang ang brazing sa furnace ay mas kapaki-pakinabang para sa malalaki at kumplikadong mga bahagi.

Ang Ni Cr, W, Mo, Ta at iba pang mga materyales ay dapat piliin bilang mga elemento ng pagpapainit para sa pagpapatigas ng Ti, Zr at kanilang mga haluang metal. Ang mga kagamitan na may nakalantad na graphite bilang mga elemento ng pagpapainit ay hindi dapat gamitin upang maiwasan ang polusyon ng carbon. Ang mga kagamitan sa pagpapatigas ay dapat gawin mula sa mga materyales na may mahusay na lakas sa mataas na temperatura, katulad ng thermal expansion coefficient sa Ti o Zr, at mababang reaktibiti sa base metal.