×
20.11.2015
216.013.9041

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПАЙКИ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОДЛОЖКИ

Вид РИД

Изобретение

Авторы

№ охранного документа
0002568545
Дата охранного документа
20.11.2015
Аннотация: Способ может быть использован для высокотемпературной пайки поверхности (10) металлической подложки (12), имеющей пассивный слой (18) оксида металла. Активируют упомянутую поверхность (10) металлической подложки (12) посредством пескоструйной обработки порошковыми частицами (14) активирующего материала. Смачивают подвергнутую пескоструйной обработке поверхность (10) металлической подложки (12) присадочным материалом (16) при температуре пайки. Упомянутый активирующий материал является способным к реакции с упомянутым слоем (18) оксида металла при упомянутой температуре пайки. Активирующий материал действует как катализатор, который расщепляется при пайке на его составляющие для разрушения или растворения пассивного слоя оксида металла подложки. При этом он обеспечивает хорошую растекаемость припоя и смачиваемость паяемой поверхности. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к высокотемпературной пайке поверхности металлической подложки. Более конкретно, изобретение относится к высокотемпературной пайке упомянутой поверхности упомянутой металлической подложки, включающей обычно пассивный слой оксида металла.

Пайка является процессом, при котором присадочный материал нагревают до его температуры плавления и распределяют по поверхности металлической подложки за счет капиллярного действия. Перед распределением по упомянутой поверхности присадочный материал доводят до температуры немного выше его температуры плавления. Присадочный материал смачивает упомянутую поверхность упомянутой металлической подложки и затем быстро охлаждается, припаивая металлическую подложку.

Металлическая подложка может содержать металл, например алюминий или титан, среди прочих. Обычно, когда поверхность металлической подложки подвергается воздействию атмосферы, поверхность реагирует с атмосферой, образуя пассивный слой оксида металла (например, оксида алюминия, оксида титана или оксида хрома) на поверхности металлической подложки. Этот пассивный слой препятствует надлежащему смачиванию упомянутым присадочным материалом упомянутой поверхности упомянутой металлической подложки. Это приводит к неравномерной и слабой пайке из-за отсутствия растекания и смачивания сопрягаемых поверхностей.

Согласно известному решению поверхность металлической подложки обрабатывают резанием твердосплавным инструментом посредством фрезерования или шлифования поверхности упомянутой металлической подложки. Посредством этого удаляют пассивный слой оксида металла с упомянутой поверхности металлической подложки, таким образом делая поверхность активной для надлежащего смачивания присадочным материалом. Однако, что неблагоприятно, пассивный слой оксида быстро формируется снова, когда обработанная резанием поверхность подвергается воздействию атмосферы.

Еще один общеизвестный способ состоит в использовании присадочного материала с такими элементами, как фосфор, бор и кремний, которые являются реакционно-способными по отношению к пассивному слою оксида, растворяя упомянутый слой оксида и делая поверхность металлической подложки активной. Однако согласно существующим методам пайки использование этих элементов в присадочном материале было значительно снижено для исключения или по меньшей мере минимизирования образования вредных хрупких фаз в паяных соединениях.

Задачей изобретения является предоставление усовершенствованного способа высокотемпературной пайки поверхности металлической подложки, включающей обычно пассивный слой оксида металла, улучшающего растекаемость и смачиваемость паяемой поверхности.

Задача решается способом по п.1 формулы изобретения.

Основная идея настоящего изобретения состоит в том, чтобы улучшить смачиваемость и растекаемость присадочного материала на паяемой поверхности (то есть поверхности металлической подложки) посредством активирования паяемой поверхности пескоструйной обработкой поверхности порошковыми частицами активирующего материала. Активирующий материал действует как катализатор, который расщепляется на его составляющие при температуре пайки для разрушения или растворения слоя оксида металла и тем самым обеспечения возможности смачивания подложки до надлежащей степени.

Согласно одному варианту осуществления изобретения способ дополнительно включает активацию упомянутой металлической подложки перед упомянутой пескоструйной обработкой посредством обработки резанием упомянутой металлической подложки металлическим инструментом. Такая обработка резанием способствует удалению излишка упомянутого слоя оксида перед пескоструйной обработкой активирующими материалами, таким образом обеспечивая быструю активацию упомянутой поверхности.

Согласно другому варианту осуществления, для увеличения реакционной способности при температуре пайки в качестве активирующего материала используют карбид кремния (SiC).

Согласно одному примерному варианту осуществления пескоструйную обработку упомянутой поверхности упомянутыми порошковыми частицами активирующего материала осуществляют при давлении от 3 бар до 6 бар. Такая пескоструйная обработка под давлением обеспечивает оптимальное осаждение песчаных частиц активирующего материала на упомянутой поверхности.

Согласно другому примерному варианту осуществления температуру пайки поддерживают в диапазоне от 900°C до 1260°C. Это содействует обеспечению достаточного тепла присадочному материалу для плавления с целью смачивания и обеспечению тепла для диссоциации активирующего материала, чтобы сделать упомянутый активирующий материал реакционно-способным по отношению к упомянутому пассивному слою оксида.

Согласно еще одному варианту осуществления присадочный материал содержит по меньшей мере один из бора, кремния и фосфора для снижения точки плавления упомянутого присадочного материала.

Согласно другому варианту осуществления присадочный материал содержит по меньшей мере один из никеля и железа в качестве присадочного материала для соответствующего смачивания поверхности металлической подложки.

Согласно примерному варианту осуществления металлическая подложка содержит алюминий, или титан, или хром, или их комбинации.

Фиг.1 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую способ высокотемпературной пайки согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения,

фиг.2 показывает металлическую подложку, имеющую слой оксида металла, который может паяться в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения,

фиг.3A показывает вид в перспективе текстуры упомянутой поверхности упомянутой металлической подложки после пайки, когда поверхность подложки не активирована пескоструйной обработкой,

фиг.3B показывает вид в перспективе текстуры упомянутой поверхности упомянутой металлической подложки после пайки, когда поверхность подложки активирована пескоструйной обработкой.

Примерный способ 8 высокотемпературной пайки представлен на фиг.1. Способ 8 высокотемпературной пайки, представленный на фиг.1, может использоваться для пайки поверхности 10 металлической подложки 12, имеющей обычно пассивный слой 18 оксида металла, показанный на фиг.2.

В целом, когда упомянутая поверхность 10 упомянутой металлической подложки 12 подвергается воздействию атмосферы, это приводит к быстрому образованию слоя 18 оксида металла на поверхности 10. Например, если металлическая подложка содержит алюминий и/или титан, при длительном воздействии атмосферы на поверхности 10 образуется соответствующий слой 18 оксида алюминия/титана. Этот слой 18 обычно пассивен по своей природе, и, следовательно, когда на упомянутой поверхности 10 осуществляют пайку, слой 18 оксида ограничивает надлежащее смачивание упомянутой поверхности 10 упомянутым присадочным материалом.

Способ 8, показанный в качестве примера на фиг.1, содержит этапы 2, 4 и 6, которые для лучшего понимания обсуждаются со ссылками на фиг.2. Следовательно, следующее обсуждение включает перекрестные ссылки и на фиг.1, и на фиг.2.

Для активирования поверхности 10 способ 8 (фиг.1) включает выгодный этап 2, на котором металлическую поверхность 10 подвергают обработке резанием для очистки упомянутой поверхности 10 от излишка обычно пассивного слоя 18 оксида металла. Обработка резанием на этапе 2 (фиг.1) может быть осуществлена посредством фрезерования или шлифования упомянутой поверхности 10 твердосплавным инструментом. Твердосплавный инструмент может содержать, например, карбид металла, выполненный из тонко измельченного тантала, титана, вольфрама или ванадия, смешанного с углеродом и расплавленным кобальтом или никелем. В качестве альтернативы, обработка резанием может быть выполнена быстрорежущими сталями с хромом, вольфрамом, кобальтом или ванадием. В другом варианте осуществления обработка резанием может быть выполнена любым металлическим инструментом, который остается твердым при темно-красном накале, вызываемом при обработке резанием упомянутой поверхности 10 металлической подложки 12.

На этапе 4 способа 8 (фиг.1) поверхность 10 подвергают пескоструйной обработке порошковыми частицами 14 активирующего материала. Используемый здесь термин "пескоструйная обработка" относится к процессу подготовки поверхности перед пайкой, при котором бомбардируют частицами 14 активирующего материала поверхность 10 металлической подложки 12. Активирующий материал выбирают таким образом, что в ходе последующей операции пайки при температуре пайки активирующий материал расщепляется на его составляющие и реагирует, разрушая или растворяя пассивный слой 18 оксида металла, для улучшения растекания и смачиваемости паяемой поверхности 10. В предпочтительном варианте осуществления, для увеличения реакционной способности при температуре пайки, активирующим материалом является карбид кремния (SiC). В альтернативном варианте активирующий материал может включать, например, оксид алюминия (Al2O3), оксид кремния (SiO2), оксид титана (TiO2) или любой другой материал, который является реакционно-способным по отношению к упомянутому слою 18 оксида при температуре пайки.

В примерном варианте осуществления на этапе 4 по фиг.1 частицы 14 упомянутого активирующего материала могут ускоряться под давлением и обдувать поверхность 10 упомянутой металлической подложки 12. Частицы 14 могут ускоряться с использованием сжатого воздуха. В качестве альтернативы, сжатый воздух может быть заменен любым другим сжатым газом или жидкостью под давлением с тем, чтобы осаждать упомянутые частицы 14 на упомянутой поверхности 10 металлической подложки 12. В качестве другой альтернативы, жидкость под давлением или сжатый воздух также могут быть реакционно-способными по отношению к слою 18 оксида металла при упомянутой температуре пайки в дополнение к упомянутому активирующему материалу 16. В предпочтительном варианте осуществления давление при пескоструйной обработке поддерживают между 3-6 бар для оптимального осаждения песчаных частиц 14 на поверхности 10.

Этап 6 по фиг.1 включает смачивание подвергнутой пескоструйной обработке поверхности 10 металлической подложки 12 присадочным материалом 16 при температуре пайки. Присадочный материал 16 имеет в целом металлический состав, включающий, например, никель и/или железо. Однако присадочный материал 16 может дополнительно содержать бор, или фосфор, или кремний, или их комбинации, которые служат для понижения точки плавления и увеличения смачиваемости присадочным материалом. Количество бора, или фосфора, или кремния, или их комбинаций может быть лишь достаточным для понижения точки плавления упомянутого присадочного материала 16, так чтобы упомянутый присадочный материал 18 плавился при упомянутой температуре пайки. Присадочный материал 16 нагревают до температуры пайки, достаточной для расплавления присадочного материала и введения его в контакт с ранее подвергнутой пескоструйной обработке поверхностью 10. Когда горячий присадочный материал 16 входит в контакт с поверхностью 10, имеет место действие металла как растворителя, при этом присадочный материал растворяет поверхность 10 и проникает в нее. Это действие металла как растворителя называется смачиванием.

Технический эффект настоящего изобретения состоит в том, что при температуре пайки порошковые частицы 14 активирующего материала реагируют с разрушением или растворением слоя 18 оксида, таким образом содействуя смачиванию поверхности 10 присадочным материалом 16, который после охлаждения образует паяную поверхность. В предпочтительном варианте осуществления температуру пайки поддерживают между 900°C и 1260°C.

На фиг.3A показана текстура паяной поверхности 20 упомянутой металлической подложки 12 после обычной пайки, где предшествующую пескоструйную обработку поверхности не осуществляли. Как показано на фиг.3A, текстура паяной поверхности 10 включает хрупкую пористую структуру 22 вследствие ненадлежащего смачивания поверхности 10. Пористая структура 22 снижает прочность и электрические свойства паяной поверхности 20.

На фиг.3B показана текстура паяной поверхности 20 упомянутой металлической подложки 12 после пайки в соответствии с настоящим изобретением, которая включает этап пескоструйной обработки подлежащей пайке поверхности, как описано выше. Как можно видеть, текстура паяной поверхности 20 в этом случае имеет уменьшенную пористую структуру 24, которая сохраняет прочность и электрические свойства паяной поверхности. Паяная поверхность 20 также не имеет какого-либо оставшегося активирующего материала, поскольку при смачивании все частицы упомянутого активирующего материала использованы для растворения упомянутого слоя оксида.


СПОСОБ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПАЙКИ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОДЛОЖКИ
СПОСОБ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПАЙКИ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОДЛОЖКИ
СПОСОБ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПАЙКИ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОДЛОЖКИ
СПОСОБ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПАЙКИ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПОДЛОЖКИ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 791-800 of 1,427 items.
26.08.2017
№217.015.ea75

Электродвигатель

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в упрощении конструкции охлаждения. Электродвигатель содержит статор, ротор и циркуляционный контур охлаждения ротора, включающий оболочку (2), имеющую форму боковой поверхности цилиндра. Для упрощения внутреннего...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628017
Дата охранного документа: 14.08.2017
26.08.2017
№217.015.ea99

Сопловой сегмент для газовой турбины, покрытый покрытием mcraly и накладками тбп

Изобретение относится к сопловому аппарату для газовой турбины. Сопловой аппарат содержит первое перо, содержащее первую спинку и первое корыто, второе перо, содержащее вторую спинку и второе корыто, внутренний бандаж и наружный бандаж. Первое перо и второе перо расположены между внутренним...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627997
Дата охранного документа: 14.08.2017
26.08.2017
№217.015.ebcd

Клапан для машины, приводимой в действие потоком

Изобретение относится к клапану для машины, приводимой в действие потоком, в частности, паровой турбины. Клапан включает шток клапана и седло клапана. Причем шток образован в корпусе клапана с возможностью перемещения по отношению к седлу клапана. Корпус клапана имеет первую камеру нагнетания,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002628248
Дата охранного документа: 15.08.2017
26.08.2017
№217.015.ec85

Система автоматического тестирования для газовой турбины

Группа изобретений относится к газотурбинной системе, содержащей блок термодинамической модели, генерирующий вычисленный эксплуатационный параметр на основе механической модели газотурбинного двигателя и на основе термодинамической модели газотурбинного двигателя. Блок тестовой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002627617
Дата охранного документа: 09.08.2017
20.11.2017
№217.015.efab

Способ профилирования заменяющей лопатки в качестве заменяющей части для старой лопатки для турбомашины с осевым направлением потока

Изобретение относится к способу изготовления заменяющей лопатки для турбомашины. Согласно указанному способу определяют геометрические характеристики контура ступицы и корпуса снабженного старой лопаткой проточного канала, а также осевое положение центра тяжести пера старой лопатки, которая с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629110
Дата охранного документа: 24.08.2017
20.11.2017
№217.015.efbf

Способ добычи немагнитных руд из содержащего немагнитные частицы суспензионного массового потока

Предложенная группа изобретений относится к извлечению немагнитных руд из содержащего немагнитные частицы руды суспензионного массового потока. Для определения эффективности по меньшей мере одного этапа способа извлечения определяют по меньшей мере один показатель, указывающий величину доли...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629181
Дата охранного документа: 25.08.2017
29.12.2017
№217.015.f023

Преобразовательный узел с параллельно включенными многоступенчатыми полупроводниковыми преобразователями, а также способ управления им

Изобретение относится к области электротехники и может быть использован многоступенчатыми полупроводниковыми преобразователями. Техническим результатом является уменьшение доли верхних гармоник выходного переменного напряжения. Осуществляется способ управления несколькими включенными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629005
Дата охранного документа: 24.08.2017
29.12.2017
№217.015.f043

Турбина, включающая в себя устройство предотвращения вращения бандажного уплотнения

Турбина содержит пару соседних вращающихся дисков, образующих кольцевой зазор между ними и имеющих соответствующие противоположные пазы для приема уплотнительной ленты, выровненные относительно кольцевого зазора, а также уплотнительную ленту, расположенную в противоположных пазах для уплотнения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629105
Дата охранного документа: 24.08.2017
29.12.2017
№217.015.f067

Уплотнительная лента для использования в турбомашине

Уплотнительная лента содержит множество уплотнительных полос, расположенных смежно друг с другом, а также перекрывающийся участок и установлена в противоположные пазы, имеющиеся в кольцевом зазоре между дисками турбомашины, выполненными с возможностью вращения. Смежные уплотнительные полосы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002629103
Дата охранного документа: 24.08.2017
29.12.2017
№217.015.f10d

Реактивный ротор, имеющий пусковое вспомогательное устройство

Изобретение относится к области электротехники и касается ротора для реактивного электродвигателя. Технический результат – повышение пусковых характеристик. Ротор содержит пакет листов, состоящий из нескольких слоев. Каждый слой образован соответственно одним листом ротора, имеющим участки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002638826
Дата охранного документа: 18.12.2017
Showing 791-800 of 943 items.
26.08.2017
№217.015.dc86

Нулевая точка генератора

Изобретение относится к электротехнике, а именно к электродинамической машине (1), которая содержит один корпус (2) и один ротор (4), а также нулевую точку (5), причем нулевая точка (5) расположена внутри корпуса (2) и может быть соединена с помощью закорачивающей перемычки (13, 15), причем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624261
Дата охранного документа: 03.07.2017
26.08.2017
№217.015.dcae

Горелка

Изобретение относится к энергетике. Горелка газовой турбины проходит вдоль оси (X) и содержит в осевом порядке: секцию (SW) завихрения, смесительную секцию (МХ), выходную секцию (ОТ), основную зону (CZ) горения. При этом указанная смесительная секция (МХ) проводит премикс (MFOCG) топлива (F) и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624421
Дата охранного документа: 03.07.2017
26.08.2017
№217.015.dd1b

Рельсовое транспортное средство, снабженное защищенным от замерзания водосливным трубопроводом

Изобретение относится к железнодорожному транспорту. Рельсовое транспортное средство снабжено водосливным трубопроводом (1), концевая часть (2) которого примыкает к проему (4) в панели (5) пола рельсового транспортного средства. На концевой части (2) предусмотрена обогреваемая панель (7),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624485
Дата охранного документа: 04.07.2017
26.08.2017
№217.015.dd2e

Система переключающих устройств

Изобретение относится к электротехнике. Система переключающих устройств имеет блок (2) прерывателя, снабженный первым и вторым переключающими контактными элементами (7, 8, 9, 10), которые могут двигаться относительно друг друга. На участке переключения, на котором может гореть электрическая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624424
Дата охранного документа: 03.07.2017
26.08.2017
№217.015.dd46

Способ и устройство для пакетирования пучка заряженных частиц

В способе пакетирования пучка заряженных частиц частицы проходят через электрическое поле в устройстве. Устройство содержит кольцевой электрод, который расположен в направлении пучка между первым внешним электродом и вторым внешним электродом. К центральному электроду прикладывается зависимый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624450
Дата охранного документа: 04.07.2017
26.08.2017
№217.015.e055

Высоковольтный электростатический генератор

Изобретение относится к области высоковольтных электростатических ускорителей частиц. Высоковольтный электростатический генератор содержит узел концентрических электропроводящих полуоболочек (10), разделенных экваториальным зазором (14), по существу с цилиндрической симметрией относительно оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625335
Дата охранного документа: 13.07.2017
26.08.2017
№217.015.e0ac

Способ проверки стержневой обмотки ротора вращающейся электрической машины

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способу проверки стержневой обмотки ротора вращающейся электрической машины, который заключается в измерении температуры отдельных стержней (22) стержневой обмотки ротора (20) с помощью датчика (34) теплового излучения, расположенного в статоре...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625337
Дата охранного документа: 13.07.2017
26.08.2017
№217.015.e1ad

Приводное устройство

Изобретение касается приводного устройства (1), имеющего ведущий узел (3) и ведомый узел (19). Ведомый узел (19) включает в себя первый узел (15) линейных перемещений, имеющий первое ведомое звено (7), и соединенный по текучей среде через систему (27) трубопроводов с первым узлом (15) линейных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625888
Дата охранного документа: 19.07.2017
26.08.2017
№217.015.e1c5

Предсварочная термообработка суперсплава на основе никеля

Изобретение относится к области металлургии, а именно к предсварочной термообработке компонента турбины. Способ предварительной термообработки перед сваркой компонента турбины из никелевого сплава Inconel 939 включает нагрев компонента турбины до первой температуры в диапазоне от температуры на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625921
Дата охранного документа: 19.07.2017
26.08.2017
№217.015.e1e5

Вч устройство и ускоритель с таким вч устройством

Изобретение относится к высокочастотному (ВЧ) устройству с ограниченным внешней стенкой ВЧ резонатором и с размещенным на внешней стенке устройством ввода, имеющим ВЧ генератор и экран. ВЧ устройство (100) содержит ВЧ резонансное устройство (110) с электрически проводящей внешней стенкой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625808
Дата охранного документа: 19.07.2017
+ добавить свой РИД