સુપરએલોયનું બ્રેઝિંગ

સુપરએલોયનું બ્રેઝિંગ

(૧) બ્રેઝિંગ લાક્ષણિકતાઓ ધરાવતા સુપરએલોયને ત્રણ શ્રેણીઓમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: નિકલ બેઝ, આયર્ન બેઝ અને કોબાલ્ટ બેઝ. તેમાં સારા યાંત્રિક ગુણધર્મો, ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર અને ઊંચા તાપમાને કાટ પ્રતિકાર હોય છે. નિકલ બેઝ એલોય વ્યવહારિક ઉત્પાદનમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતો એલોય છે.

સુપરએલોયમાં વધુ Cr હોય છે, અને Cr2O3 ઓક્સાઇડ ફિલ્મ જે દૂર કરવી મુશ્કેલ છે તે ગરમી દરમિયાન સપાટી પર બને છે. નિકલ બેઝ સુપરએલોયમાં Al અને Ti હોય છે, જે ગરમ થાય ત્યારે ઓક્સિડાઇઝ કરવામાં સરળ હોય છે. તેથી, ગરમી દરમિયાન સુપરએલોયના ઓક્સિડેશનને રોકવા અથવા ઘટાડવા અને ઓક્સાઇડ ફિલ્મ દૂર કરવી એ બ્રેઝિંગ દરમિયાન પ્રાથમિક સમસ્યા છે. કારણ કે ફ્લક્સમાં બોરેક્સ અથવા બોરિક એસિડ બ્રેઝિંગ તાપમાને બેઝ મેટલના કાટનું કારણ બની શકે છે, પ્રતિક્રિયા પછી અવક્ષેપિત બોરોન બેઝ મેટલમાં પ્રવેશ કરી શકે છે, જેના પરિણામે આંતર-દાણાદાર ઘૂસણખોરી થાય છે. ઉચ્ચ Al અને Ti સામગ્રીવાળા કાસ્ટ નિકલ બેઝ એલોય માટે, ગરમ સ્થિતિમાં વેક્યુમ ડિગ્રી બ્રેઝિંગ દરમિયાન 10-2 ~ 10-3pa કરતા ઓછી ન હોવી જોઈએ જેથી ગરમી દરમિયાન એલોય સપાટી પર ઓક્સિડેશન ટાળી શકાય.

દ્રાવણ મજબૂત અને વરસાદ મજબૂત નિકલ બેઝ એલોય માટે, બ્રેઝિંગ તાપમાન દ્રાવણ સારવારના ગરમીના તાપમાન સાથે સુસંગત હોવું જોઈએ જેથી એલોય તત્વોનું સંપૂર્ણ વિસર્જન સુનિશ્ચિત થાય. બ્રેઝિંગ તાપમાન ખૂબ ઓછું હોય છે, અને એલોય તત્વો સંપૂર્ણપણે ઓગાળી શકાતા નથી; જો બ્રેઝિંગ તાપમાન ખૂબ ઊંચું હોય, તો બેઝ મેટલ અનાજ વધશે, અને ગરમીની સારવાર પછી પણ સામગ્રી ગુણધર્મો પુનઃસ્થાપિત થશે નહીં. કાસ્ટ બેઝ એલોયનું ઘન દ્રાવણ તાપમાન ઊંચું હોય છે, જે સામાન્ય રીતે ખૂબ ઊંચા બ્રેઝિંગ તાપમાનને કારણે સામગ્રી ગુણધર્મોને અસર કરશે નહીં.

કેટલાક નિકલ બેઝ સુપરએલોય, ખાસ કરીને વરસાદથી મજબૂત બનેલા એલોય, તાણમાં તિરાડ પડવાની વૃત્તિ ધરાવે છે. બ્રેઝિંગ પહેલાં, પ્રક્રિયામાં રચાયેલા તાણને સંપૂર્ણપણે દૂર કરવો જોઈએ, અને બ્રેઝિંગ દરમિયાન થર્મલ તાણ ઓછો કરવો જોઈએ.

(2) બ્રેઝિંગ મટિરિયલ નિકલ બેઝ એલોયને સિલ્વર બેઝ, પ્યોર કોપર, નિકલ બેઝ અને એક્ટિવ સોલ્ડરથી બ્રેઝ કરી શકાય છે. જ્યારે સાંધાનું કાર્યકારી તાપમાન વધારે ન હોય, ત્યારે સિલ્વર બેઝ મટિરિયલનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. ઘણા પ્રકારના સિલ્વર બેઝ સોલ્ડર છે. બ્રેઝિંગ હીટિંગ દરમિયાન આંતરિક તાણ ઘટાડવા માટે, ઓછા ગલન તાપમાનવાળા સોલ્ડર પસંદ કરવાનું શ્રેષ્ઠ છે. Fb101 ફ્લક્સનો ઉપયોગ સિલ્વર બેઝ ફિલર મેટલ સાથે બ્રેઝિંગ માટે કરી શકાય છે. Fb102 ફ્લક્સનો ઉપયોગ સૌથી વધુ એલ્યુમિનિયમ સામગ્રી સાથે વરસાદને મજબૂત બનાવતા સુપરએલોયને બ્રેઝિંગ માટે થાય છે, અને 10% ~ 20% સોડિયમ સિલિકેટ અથવા એલ્યુમિનિયમ ફ્લક્સ (જેમ કે fb201) ઉમેરવામાં આવે છે. જ્યારે બ્રેઝિંગ તાપમાન 900 ℃ કરતાં વધી જાય, ત્યારે fb105 ફ્લક્સ પસંદ કરવામાં આવશે.

શૂન્યાવકાશ અથવા રક્ષણાત્મક વાતાવરણમાં બ્રેઝિંગ કરતી વખતે, શુદ્ધ તાંબાનો ઉપયોગ બ્રેઝિંગ ફિલર મેટલ તરીકે થઈ શકે છે. બ્રેઝિંગ તાપમાન 1100 ~ 1150 ℃ છે, અને સાંધામાં તાણ ક્રેકીંગ ઉત્પન્ન થશે નહીં, પરંતુ કાર્યકારી તાપમાન 400 ℃ થી વધુ ન હોવું જોઈએ.

નિકલ બેઝ બ્રેઝિંગ ફિલર મેટલ સુપરએલોય્સમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી બ્રેઝિંગ ફિલર મેટલ છે કારણ કે તેનું ઉચ્ચ તાપમાન પ્રદર્શન સારું છે અને બ્રેઝિંગ દરમિયાન કોઈ તણાવ ક્રેકીંગ થતું નથી. નિકલ બેઝ સોલ્ડરમાં મુખ્ય એલોય તત્વો Cr, Si, B છે, અને થોડી માત્રામાં સોલ્ડરમાં Fe, W, વગેરે પણ હોય છે. ni-cr-si-b ની તુલનામાં, b-ni68crwb બ્રેઝિંગ ફિલર મેટલ બેઝ મેટલમાં B ના આંતર-દાણાદાર ઘૂસણખોરીને ઘટાડી શકે છે અને ગલન તાપમાન અંતરાલ વધારી શકે છે. તે ઉચ્ચ-તાપમાન કાર્યકારી ભાગો અને ટર્બાઇન બ્લેડને બ્રેઝિંગ કરવા માટે બ્રેઝિંગ ફિલર મેટલ છે. જો કે, W-ધારી સોલ્ડરની પ્રવાહીતા વધુ ખરાબ થાય છે અને સાંધાના અંતરને નિયંત્રિત કરવું મુશ્કેલ બને છે.

સક્રિય પ્રસરણ બ્રેઝિંગ ફિલર ધાતુમાં Si તત્વ હોતું નથી અને તેમાં ઉત્તમ ઓક્સિડેશન પ્રતિકાર અને વલ્કેનાઇઝેશન પ્રતિકાર હોય છે. સોલ્ડરના પ્રકાર અનુસાર બ્રેઝિંગ તાપમાન 1150 ℃ થી 1218 ℃ સુધી પસંદ કરી શકાય છે. બ્રેઝિંગ પછી, 1066 ℃ પ્રસરણ સારવાર પછી બેઝ મેટલ જેવા જ ગુણધર્મો ધરાવતો બ્રેઝ્ડ સાંધા મેળવી શકાય છે.

(૩) બ્રેઝિંગ પ્રક્રિયા નિકલ બેઝ એલોય રક્ષણાત્મક વાતાવરણ ભઠ્ઠી, વેક્યુમ બ્રેઝિંગ અને ક્ષણિક પ્રવાહી તબક્કા જોડાણમાં બ્રેઝિંગ અપનાવી શકે છે. બ્રેઝિંગ પહેલાં, સપાટીને ડિગ્રેઝ કરવી જોઈએ અને સેન્ડપેપર પોલિશિંગ, ફીલ્ડ વ્હીલ પોલિશિંગ, એસીટોન સ્ક્રબિંગ અને રાસાયણિક સફાઈ દ્વારા ઓક્સાઇડ દૂર કરવું જોઈએ. બ્રેઝિંગ પ્રક્રિયા પરિમાણો પસંદ કરતી વખતે, એ નોંધવું જોઈએ કે હીટિંગ તાપમાન ખૂબ ઊંચું ન હોવું જોઈએ અને ફ્લક્સ અને બેઝ મેટલ વચ્ચે મજબૂત રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા ટાળવા માટે બ્રેઝિંગનો સમય ઓછો હોવો જોઈએ. બેઝ મેટલને ક્રેકીંગ થતું અટકાવવા માટે, વેલ્ડીંગ પહેલાં ઠંડા પ્રોસેસ્ડ ભાગોને તાણથી મુક્ત કરવા જોઈએ, અને વેલ્ડીંગ હીટિંગ શક્ય તેટલું એકસમાન હોવું જોઈએ. વરસાદથી મજબૂત સુપરએલોય માટે, ભાગોને પહેલા ઘન દ્રાવણ સારવારને આધીન કરવા જોઈએ, પછી વૃદ્ધત્વ મજબૂતીકરણ સારવાર કરતા સહેજ વધારે તાપમાને બ્રેઝ કરવું જોઈએ, અને અંતે વૃદ્ધત્વ સારવાર.

૧) રક્ષણાત્મક વાતાવરણ ભઠ્ઠીમાં બ્રેઝિંગ રક્ષણાત્મક વાતાવરણ ભઠ્ઠીમાં બ્રેઝિંગ માટે શિલ્ડિંગ ગેસની ઉચ્ચ શુદ્ધતાની જરૂર પડે છે. w (AL) અને w (TI) 0.5% કરતા ઓછા ધરાવતા સુપરએલોય માટે, જ્યારે હાઇડ્રોજન અથવા આર્ગોનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે ત્યારે ઝાકળ બિંદુ -54 ℃ કરતા ઓછું હોવું જોઈએ. જ્યારે Al અને Ti નું પ્રમાણ વધે છે, ત્યારે ગરમ થવા પર એલોય સપાટી હજુ પણ ઓક્સિડાઇઝ થાય છે. નીચેના પગલાં લેવા જોઈએ; થોડી માત્રામાં ફ્લક્સ (જેમ કે fb105) ઉમેરો અને ફ્લક્સ સાથે ઓક્સાઇડ ફિલ્મ દૂર કરો; ભાગોની સપાટી પર 0.025 ~ 0.038mm જાડા કોટિંગ પ્લેટેડ છે; અગાઉથી બ્રેઝ કરવા માટેની સામગ્રીની સપાટી પર સોલ્ડર સ્પ્રે કરો; બોરોન ટ્રાઇફ્લોરાઇડ જેવા ગેસ ફ્લક્સની થોડી માત્રા ઉમેરો.

2) વેક્યુમ બ્રેઝિંગ વેક્યુમ બ્રેઝિંગનો ઉપયોગ વધુ સારી સુરક્ષા અસર અને બ્રેઝિંગ ગુણવત્તા મેળવવા માટે વ્યાપકપણે થાય છે. લાક્ષણિક નિકલ બેઝ સુપરએલોય સાંધાના યાંત્રિક ગુણધર્મો માટે કોષ્ટક 15 જુઓ. w (AL) અને w (TI) 4% કરતા ઓછા ધરાવતા સુપરએલોય માટે, સપાટી પર 0.01 ~ 0.015mm નિકલના સ્તરને ઇલેક્ટ્રોપ્લેટ કરવું વધુ સારું છે, જોકે ખાસ પ્રીટ્રીટમેન્ટ વિના સોલ્ડરનું ભીનું થવું સુનિશ્ચિત કરી શકાય છે. જ્યારે w (AL) અને w (TI) 4% થી વધુ હોય, ત્યારે નિકલ કોટિંગની જાડાઈ 0.020.03mm હોવી જોઈએ. ખૂબ પાતળા કોટિંગનો કોઈ રક્ષણાત્મક પ્રભાવ નથી, અને ખૂબ જાડા કોટિંગ સાંધાની મજબૂતાઈ ઘટાડશે. વેલ્ડિંગ કરવાના ભાગોને વેક્યુમ બ્રેઝિંગ માટે બોક્સમાં પણ મૂકી શકાય છે. બોક્સ ગેટરથી ભરેલું હોવું જોઈએ. ઉદાહરણ તરીકે, Zr ઊંચા તાપમાને ગેસ શોષી લે છે, જે બોક્સમાં સ્થાનિક વેક્યુમ બનાવી શકે છે, આમ એલોય સપાટીના ઓક્સિડેશનને અટકાવે છે.

કોષ્ટક 15 લાક્ષણિક નિકલ બેઝ સુપરએલોયના વેક્યુમ બ્રેઝ્ડ સાંધાના યાંત્રિક ગુણધર્મો

સુપરએલોયના બ્રેઝ્ડ સાંધાનું માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર અને મજબૂતાઈ બ્રેઝિંગ ગેપ સાથે બદલાય છે, અને બ્રેઝિંગ પછી ડિફ્યુઝન ટ્રીટમેન્ટ સાંધાના ગેપના મહત્તમ સ્વીકાર્ય મૂલ્યમાં વધુ વધારો કરશે. ઉદાહરણ તરીકે ઇન્કોનેલ એલોય લેતા, b-ni82crsib સાથે બ્રેઝ્ડ ઇન્કોનેલ સાંધાનો મહત્તમ ગેપ 1000 ℃ પર ડિફ્યુઝન ટ્રીટમેન્ટ પછી 1H માટે 90um સુધી પહોંચી શકે છે; જો કે, b-ni71crsib સાથે બ્રેઝ્ડ સાંધા માટે, 1H માટે 1000 ℃ પર ડિફ્યુઝન ટ્રીટમેન્ટ પછી મહત્તમ ગેપ લગભગ 50um છે.

૩) ક્ષણિક પ્રવાહી તબક્કા જોડાણ ક્ષણિક પ્રવાહી તબક્કા જોડાણમાં ફિલર મેટલ તરીકે ઇન્ટરલેયર એલોય (લગભગ 2.5 ~ 100um જાડાઈ) નો ઉપયોગ થાય છે જેનો ગલનબિંદુ બેઝ મેટલ કરતા ઓછો હોય છે. નાના દબાણ (0 ~ 0.007mpa) અને યોગ્ય તાપમાન (1100 ~ 1250 ℃) હેઠળ, ઇન્ટરલેયર સામગ્રી પહેલા ઓગળે છે અને બેઝ મેટલને ભેજવાળી કરે છે. તત્વોના ઝડપી પ્રસારને કારણે, સાંધા પર આઇસોથર્મલ સોલિફિકેશન થાય છે જેથી સાંધા બને. આ પદ્ધતિ બેઝ મેટલ સપાટીની મેચિંગ જરૂરિયાતોને મોટા પ્રમાણમાં ઘટાડે છે અને વેલ્ડીંગ દબાણ ઘટાડે છે. ક્ષણિક પ્રવાહી તબક્કા જોડાણના મુખ્ય પરિમાણો દબાણ, તાપમાન, હોલ્ડિંગ સમય અને ઇન્ટરલેયરની રચના છે. વેલ્ડમેન્ટની સમાગમ સપાટીને સારા સંપર્કમાં રાખવા માટે ઓછું દબાણ લાગુ કરો. ગરમીનું તાપમાન અને સમય સાંધાના પ્રદર્શન પર મોટી અસર કરે છે. જો સાંધાને બેઝ મેટલ જેટલું મજબૂત બનાવવું જરૂરી હોય અને તે બેઝ મેટલના પ્રદર્શનને અસર કરતું ન હોય, તો ઉચ્ચ તાપમાન (જેમ કે ≥ 1150 ℃) અને લાંબા સમય (જેમ કે 8 ~ 24h) ના જોડાણ પ્રક્રિયા પરિમાણો અપનાવવા જોઈએ; જો સાંધાના જોડાણની ગુણવત્તા ઓછી થાય અથવા બેઝ મેટલ ઊંચા તાપમાનનો સામનો કરી ન શકે, તો નીચું તાપમાન (1100 ~ 1150 ℃) અને ટૂંકા સમય (1 ~ 8h) નો ઉપયોગ કરવો જોઈએ. મધ્યવર્તી સ્તર કનેક્ટેડ બેઝ મેટલ રચનાને મૂળભૂત રચના તરીકે લેશે, અને વિવિધ ઠંડક તત્વો, જેમ કે B, Si, Mn, Nb, વગેરે ઉમેરશે. ઉદાહરણ તરીકે, Udimet એલોયની રચના ni-15cr-18.5co-4.3al-3.3ti-5mo છે, અને ક્ષણિક પ્રવાહી તબક્કા જોડાણ માટે મધ્યવર્તી સ્તરની રચના b-ni62.5cr15co15mo5b2.5 છે. આ બધા તત્વો Ni Cr અથવા Ni Cr Co એલોયના ગલન તાપમાનને સૌથી નીચા સ્તરે ઘટાડી શકે છે, પરંતુ B ની અસર સૌથી સ્પષ્ટ છે. વધુમાં, B નો ઉચ્ચ પ્રસરણ દર ઇન્ટરલેયર એલોય અને બેઝ મેટલને ઝડપથી એકરૂપ બનાવી શકે છે.