10.04.2016
216.015.2e44

СПОСОБ ДИФФУЗИОННОЙ СВАРКИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к способу диффузионной сварки. Очищают детали из нержавеющей стали и мембраны из фольги палладия или палладиевого сплава электрополировкой. Собирают в пакет. В качестве промежуточного слоя применяют фольгу из никеля. Размещают в вакуумной камере. Нагревают. Прикладывают сварочное давление и изотермически выдерживают. Сварку ведут в вакууме не хуже 5·10 мм рт.ст. при температуре процесса Т=930-980˚C с выдержкой в течение 30-45 мин, при этом прикладывают сварочное давление, которое обеспечивает пластическую деформацию промежуточного слоя на 50% от его исходной толщины. Изобретение позволяет изготавливать герметичную по гелию стенку мембранного элемента, который используется для получения сверхчистого водорода (99,9999 об.%). Потребность в таком водороде для водородной энергетики и высоких технологий неуклонно растет.
Основные результаты: Способ диффузионной сварки, включающий очистку соединяемых поверхностей, сборку пакета, содержащего детали из нержавеющей стали, промежуточный слой и мембраны из фольги палладия или палладиевого сплава, размещение в вакуумной камере, нагрев, приложение сварочного давления и изотермическую выдержку, отличающийся тем, что детали из нержавеющей стали и мембраны из фольги палладия или палладиевого сплава перед сборкой очищают электрополировкой, в качестве промежуточного слоя применяют фольгу из никеля, а сварку ведут в вакууме не хуже 5·10 мм рт.ст. при температуре процесса Т=930-980°C с выдержкой в течение 30-45 мин, при этом прикладывают сварочное давление, которое обеспечивает пластическую деформацию промежуточного слоя на 50% от его исходной толщины.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способам получения неразъемных вакуумно-плотных соединений, в частности к диффузионной сварке изделий, состоящих из деталей из нержавеющей стали и мембран из фольги палладия или палладиевого сплава.

Известен способ соединения нержавеющей стали с палладием или палладиевым сплавом сваркой плавлением (А.с. СССР №703262 от 1974 г.). Он обеспечивает получение равнопрочного качественного соединения за счет применения промежуточного слоя из хромоникелевого сплава, но не обеспечивает вакуумно-плотного соединения указанных материалов, так как при плавлении соединяемых материалов происходит частичное выгорание химических компонентов сплавов.

Известен способ соединения нержавеющей стали с палладием или палладиевым сплавом шовной роликовой сваркой с перекрытием сварочных точек от 30 до 80% (Справочник сварщика в 4-х т. М.: Машиностроение, 1978 г).

Недостатком данного способа является также невозможность обеспечения вакуумно-плотного соединения, так как в процессе кристаллизации сварочной ванны, образующейся при прохождения импульса сварочного тока, и при повторной кристаллизации сварочной ванны, происходящей при прохождении второго - перекрывающего - импульса, происходит ее растрескивание из-за образования хрупких интерметаллидов.

Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в разработке способа соединения изделий, состоящих из деталей из нержавеющей стали и мембран из фольги палладия или палладиевого сплава.

Техническим результатом изобретения является обеспечение равнопрочного и вакуумно-плотного (герметичного) соединения деталей из нержавеющей стали и мембран из фольги палладия или палладиевого сплава в сочетании с обеспечением вакуума не хуже 5·10-5 мм рт.ст.

Технический результат достигается тем, что в способе диффузионной сварки деталей из нержавеющей стали с мембраной из фольг палладия или палладиевого сплава, включающем очистку соединяемых поверхностей, сборку пакета, содержащего детали из нержавеющей стали, промежуточный слой и мембрану из фольги палладия или палладиевого сплава, согласно изобретению детали из нержавеющей стали и мембраны из фольги палладия или палладиевого сплава перед сборкой очищают электрополировкой, в качестве промежуточного слоя применяют фольгу из никеля, сварку ведут в вакууме не хуже 5·10-5 мм рт.ст., температура процесса T=930-980°C, время выдержки 30-45 мин, при этом прикладывают сварочное давление, которое обеспечивает пластическую деформацию промежуточного слоя на ~50% от его исходной толщины.

Сущность изобретения заключается в том, что данный способ, реализуемый в твердой фазе (без расплавления соединяемых материалов), позволяет получить равнопрочное и вакуумно-плотное соединение нержавеющей стали с палладием или палладиевым сплавом с прочностью на уровне прочности палладия/палладиевого сплава.

Электрополировка обеспечивает требуемую чистоту свариваемых поверхностей, а параметры диффузионной сварки (вакуум, температура, сварочное давление и время выдержки) обеспечивают сближение свариваемых поверхностей всех деталей изделия на уровне атомарного взаимодействия. Отсутствие в сварном шве хрупких интерметаллидов достигается за счет использования в качестве промежуточного слоя фольги из никеля. Отличительные признаки в совокупности дали возможность получить технический результат изобретения, т.е. обеспечить равнопрочное, вакуумно-плотное соединение нержавеющей стали с палладием или палладиевым сплавом.

Примеры выполнения способа.

Пример 1

Производили диффузионную сварку деталей из нержавеющей стали 12X18H10T и мембран из фольги палладиевого сплава состава Pd - 10 мас.%, Ag - 5,5 мас.%, Ni без предварительной электрополировки деталей, с протиркой свариваемых поверхностей салфеткой, смоченной в спиртобензиновой смеси. Между свариваемыми деталями не прокладывали промежуточных слоев. Параметры режима сварки: T=930°C, P=1 кгс/мм2, время выдержки 30 мин. После сварки отсутствовала пластическая деформация деталей. Прочность соединения не превышала 10-12 кгс/мм2. Сварной шов не обеспечил вакуумную плотность изделия, в зоне соединения наблюдали ряд разрушений.

Пример 2

Производили диффузионную сварку деталей из нержавеющей стали и мембран из фольги палладиевого сплава состава Pd - 10 мас.%, Ag - 5,5 мас.%, Ni, включив перед сваркой процесс обезжиривания и активации свариваемых поверхностей электрополировкой. Между свариваемыми деталями не прокладывали промежуточных слоев. Параметры режима диффузионной сварки: T=930°C, P=1 кгс/мм2, время выдержки 30 мин. После сварки отсутствовала пластическая деформация деталей. Результат улучшился, появилась вакуумная плотность соединения, но прочность соединения низкая, не превышает 8-10 кгс/мм2, что, вероятно, связано с образованием хрупких интерметаллидов. Для увеличения прочности необходимо применение промежуточных слоев.

Пример 3

Производили диффузионную сварку деталей из нержавеющей стали 12X18H10T и мембран из фольги палладиевого сплава состава Pd - 6 мас.%, In - 0,5 мас.%, Ru с предварительной электрополировкой свариваемых поверхностей. Между деталями помещали фольгу никеля толщиной 30 мкм. Параметры режима сварки: T=950°C, P=1,5 кгс/мм2, время выдержки 45 мин. В результате применения промежуточного слоя из фольги никеля соединение оказалось вакуумно-плотным, равнопрочным, его прочность составила 18 кгс/мм2. Металлографический анализ показал, что деформация промежуточного слоя из никелевой фольги составила ~50%. Эти параметры обеспечивают технический результат изобретения.

Пример 4

Производили диффузионную сварку деталей из нержавеющей стали и мембран из фольги палладиевого сплава состава Pd - 6 мас.%, In - 0,5 мас.%, Ru с предварительной электрополировкой свариваемых поверхностей. Между свариваемыми деталями прокладывали промежуточные слои из никелевой фольги толщиной 50 мкм. Параметры режима сварки: T=950°C, время выдержки 45 мин, а сварочное давление P изменяли от 0,5 до 2,5 кгс/мм2. При минимальном сварочном давлении (0,5 кгс/мм2) пластическая деформация промежуточного никелевого слоя составила около 15%, сварной шов не был герметичен по всей длине. При увеличении сварочного давления (2,5 кгс/мм2) сварной шов получился герметичным, но наблюдается некоторая пластическая деформация деталей из нержавеющей стали, что не отвечает требованиям изготовления изделия.

Пример 5

Производили диффузионную сварку деталей из нержавеющей стали и мембран из фольги палладиевого сплава состава Pd - 6 мас.%, Ru с предварительной электрополировкой свариваемых поверхностей. Между свариваемыми деталями прокладывали промежуточные слои из никелевой фольги толщиной 30 мкм. Параметры режима сварки: T=980°C, время выдержки 45 мин, P=1,5 кгс/мм2. Получили вакуумно-плотное соединение с прочностью 21 кгс/мм2. Деформация промежуточного слоя составила 50%. Данные параметры также обеспечивают технический результат изобретения.

Способ диффузионной сварки, включающий очистку соединяемых поверхностей, сборку пакета, содержащего детали из нержавеющей стали, промежуточный слой и мембраны из фольги палладия или палладиевого сплава, размещение в вакуумной камере, нагрев, приложение сварочного давления и изотермическую выдержку, отличающийся тем, что детали из нержавеющей стали и мембраны из фольги палладия или палладиевого сплава перед сборкой очищают электрополировкой, в качестве промежуточного слоя применяют фольгу из никеля, а сварку ведут в вакууме не хуже 5·10 мм рт.ст. при температуре процесса Т=930-980°C с выдержкой в течение 30-45 мин, при этом прикладывают сварочное давление, которое обеспечивает пластическую деформацию промежуточного слоя на 50% от его исходной толщины.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 16 items.
20.09.2013
№216.012.6d49

Способ изготовления термостабильных редкоземельных магнитов

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению термостабильных редкоземельных магнитов. Магниты могут использоваться в системах автоматики, промышленном оборудовании, автомобилях. Осуществляют выплавку сплава и получение из него порошка. После чего порошок подвергают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493628
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.11.2013
№216.012.8643

Магнитный материал и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к магнитным материалам для постоянных магнитов на основе редкоземельных элементов с металлами группы железа. Заявленный магнитный материал содержит железо (Fe), кобальт (Co), бор (B), по меньшей мере один элемент, выбранный из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500049
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.12.2013
№216.012.8fe1

Покрытие на имплант из титана и его сплавов и способ его приготовления

Изобретение относится к области медицины. Описано покрытие на имплант из титана и его сплавов, состоящее из двух слоев. Первый слой состоит из оксидов титана, в основном TiO, второй слой состоит из оксида алюминия гамма-модификации, общая толщина двухслойного покрытия составляет от 40 до 180...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502526
Дата охранного документа: 27.12.2013
27.12.2013
№216.012.9004

Способ приготовления катализатора для очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания и катализатор, полученный этим способом

Изобретение относится к способам получения блочных катализаторов, катализаторам очистки отработавших газов (ОГ) двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Описан способ приготовления катализатора для очистки ОГ ДВС, в котором для нанесения промежуточного покрытия и активной фазы используют водную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502561
Дата охранного документа: 27.12.2013
20.12.2014
№216.013.1144

Способ формирования тонкой фольги твердого раствора pd-cu с кристаллической решеткой типа csci

Изобретение относится к технологии создания селективных газовых мембран, функционирующих за счет избирательной диффузии атомов газа (водорода) сквозь тонкую металлическую пленку (из палладия или сплавов на его основе), которые используются в устройствах глубокой очистки водорода от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535843
Дата охранного документа: 20.12.2014
10.01.2015
№216.013.1bed

Способ создания композиционной мембраны для очистки водорода

Изобретение относится к созданию селективных мембран, функционирующих за счет избирательной диффузии газов сквозь тонкую пленку металлов или их сплавов. Способ включает нанесение на двухслойную керамическую подложку со сквозной пористостью селективной пленки металла или его сплава методом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538577
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.07.2015
№216.013.5cba

Способ диффузионной сварки порошкового жаропрочного сплава на никелевой основе

Изобретение может быть использовано для изготовления деталей из порошковых жаропрочных никелевых сплавов методом диффузионной сварки, например, при изготовлении рабочих лопаток и дисков газовых турбин. После сборки элементов под сварку проводят вакуумирование и нагрев их до температуры, не...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555279
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5e82

Способ диффузионной сварки ситалла с металлами

Изобретение относится к способу получения неразъемного сварного соединения из ситалла с металлами методом диффузионной сварки. Способ включает сборку элементов и сварку при температуре ниже температуры плавления металла и приложении давления сжатия. Перед сборкой на металлический элемент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555735
Дата охранного документа: 10.07.2015
27.07.2015
№216.013.6891

Способ контактной точечной сварки меди и медных сплавов

Изобретение относится к способу контактной точечной сварки меди и медных сплавов. Изобретение может быть использовано в приборостроении, при контактной сварке металлов с высокой теплопроводностью, в частности меди и ее сплавов, и металлов с покрытием на их основе. Собирают элементы деталей из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558322
Дата охранного документа: 27.07.2015
10.08.2015
№216.013.6a03

Способ диффузионной сварки литейного жаропрочного сплава на никелевой основе

Изобретение относится к способу диффузионной сварки элементов из литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе. Изобретение может быть использовано для изготовления рабочих лопаток, дисков газовых турбин и др., которые работают при высоких нагрузках и температурах. Собирают элементы под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558692
Дата охранного документа: 10.08.2015
Showing 1-10 of 32 items.
20.09.2013
№216.012.6d49

Способ изготовления термостабильных редкоземельных магнитов

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению термостабильных редкоземельных магнитов. Магниты могут использоваться в системах автоматики, промышленном оборудовании, автомобилях. Осуществляют выплавку сплава и получение из него порошка. После чего порошок подвергают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493628
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.11.2013
№216.012.8643

Магнитный материал и изделие, выполненное из него

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к магнитным материалам для постоянных магнитов на основе редкоземельных элементов с металлами группы железа. Заявленный магнитный материал содержит железо (Fe), кобальт (Co), бор (B), по меньшей мере один элемент, выбранный из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002500049
Дата охранного документа: 27.11.2013
27.12.2013
№216.012.8fe1

Покрытие на имплант из титана и его сплавов и способ его приготовления

Изобретение относится к области медицины. Описано покрытие на имплант из титана и его сплавов, состоящее из двух слоев. Первый слой состоит из оксидов титана, в основном TiO, второй слой состоит из оксида алюминия гамма-модификации, общая толщина двухслойного покрытия составляет от 40 до 180...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502526
Дата охранного документа: 27.12.2013
27.12.2013
№216.012.9004

Способ приготовления катализатора для очистки отработавших газов двигателей внутреннего сгорания и катализатор, полученный этим способом

Изобретение относится к способам получения блочных катализаторов, катализаторам очистки отработавших газов (ОГ) двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Описан способ приготовления катализатора для очистки ОГ ДВС, в котором для нанесения промежуточного покрытия и активной фазы используют водную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002502561
Дата охранного документа: 27.12.2013
20.12.2014
№216.013.1144

Способ формирования тонкой фольги твердого раствора pd-cu с кристаллической решеткой типа csci

Изобретение относится к технологии создания селективных газовых мембран, функционирующих за счет избирательной диффузии атомов газа (водорода) сквозь тонкую металлическую пленку (из палладия или сплавов на его основе), которые используются в устройствах глубокой очистки водорода от...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535843
Дата охранного документа: 20.12.2014
10.01.2015
№216.013.1bed

Способ создания композиционной мембраны для очистки водорода

Изобретение относится к созданию селективных мембран, функционирующих за счет избирательной диффузии газов сквозь тонкую пленку металлов или их сплавов. Способ включает нанесение на двухслойную керамическую подложку со сквозной пористостью селективной пленки металла или его сплава методом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538577
Дата охранного документа: 10.01.2015
10.07.2015
№216.013.5cba

Способ диффузионной сварки порошкового жаропрочного сплава на никелевой основе

Изобретение может быть использовано для изготовления деталей из порошковых жаропрочных никелевых сплавов методом диффузионной сварки, например, при изготовлении рабочих лопаток и дисков газовых турбин. После сборки элементов под сварку проводят вакуумирование и нагрев их до температуры, не...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555279
Дата охранного документа: 10.07.2015
10.07.2015
№216.013.5e82

Способ диффузионной сварки ситалла с металлами

Изобретение относится к способу получения неразъемного сварного соединения из ситалла с металлами методом диффузионной сварки. Способ включает сборку элементов и сварку при температуре ниже температуры плавления металла и приложении давления сжатия. Перед сборкой на металлический элемент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555735
Дата охранного документа: 10.07.2015
27.07.2015
№216.013.6891

Способ контактной точечной сварки меди и медных сплавов

Изобретение относится к способу контактной точечной сварки меди и медных сплавов. Изобретение может быть использовано в приборостроении, при контактной сварке металлов с высокой теплопроводностью, в частности меди и ее сплавов, и металлов с покрытием на их основе. Собирают элементы деталей из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558322
Дата охранного документа: 27.07.2015
10.08.2015
№216.013.6a03

Способ диффузионной сварки литейного жаропрочного сплава на никелевой основе

Изобретение относится к способу диффузионной сварки элементов из литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе. Изобретение может быть использовано для изготовления рабочих лопаток, дисков газовых турбин и др., которые работают при высоких нагрузках и температурах. Собирают элементы под...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558692
Дата охранного документа: 10.08.2015

Похожие РИД в системе