הלחמת מתכות עקשנות

1. הלחמה

ניתן להשתמש בכל סוגי הלחמות בטמפרטורה נמוכה מ-3000 מעלות צלזיוס להלחמת וואט, וניתן להשתמש בהלחמות על בסיס נחושת או כסף עבור רכיבים בטמפרטורה נמוכה מ-400 מעלות צלזיוס; מתכות מילוי על בסיס זהב, מנגן, מנגן, פלדיום או מקדחה משמשות בדרך כלל עבור רכיבים המשמשים בטמפרטורות שבין 400 מעלות צלזיוס ל-900 מעלות צלזיוס; עבור רכיבים המשמשים מעל 1000 מעלות צלזיוס, משתמשים בעיקר במתכות טהורות כגון Nb, Ta, Ni, Pt, PD ו-Mo. טמפרטורת העבודה של רכיבים מולחמים בהלחמה על בסיס פלטינה הגיעה ל-2150 מעלות צלזיוס. אם מתבצע טיפול דיפוזיה של 1080 מעלות צלזיוס לאחר ההלחמה, טמפרטורת העבודה המקסימלית יכולה להגיע ל-3038 מעלות צלזיוס.

רוב חומרי ההלחמה המשמשים להלחמת זהב ניתנים לשימוש בהלחמת מוליבדן (Mo), וניתן להשתמש בהלחמות מבוססות נחושת או כסף עבור רכיבי מוליבדן הפועלים מתחת ל-400 מעלות צלזיוס; עבור מכשירים אלקטרוניים וחלקים שאינם מבניים הפועלים בטמפרטורה של 400 ~ 650 מעלות צלזיוס, ניתן להשתמש בהלחמות CuAg, AuNi, PDNi או CuNi; ניתן להשתמש במתכות מילוי מבוססות טיטניום או מתכות מילוי טהורות אחרות בעלות נקודות התכה גבוהות עבור רכיבים הפועלים בטמפרטורות גבוהות יותר. יש לציין כי מתכות מילוי מבוססות מנגן, קובלט וניקל אינן מומלצות בדרך כלל כדי למנוע היווצרות תרכובות בין-מתכתיות שבירות במחברי ההלחמה.

כאשר משתמשים ברכיבי TA או Nb מתחת ל-1000 ℃, ניתן לבחור בהזרקות מבוססות נחושת, מנגן, קובלט, טיטניום, ניקל, זהב ופלדיום, כולל Cu Au, Au Ni, PD Ni ו-Pt Au_ Ni ו-Cu Sn, בעלי יכולת הרטבה טובה ל-TA ו-Nb, יצירת תפרי הלחמה טובה וחוזק חיבור גבוה. מכיוון שמתכות מילוי מבוססות כסף נוטות להפוך את מתכות ההלחמה לשבירות, יש להימנע מהן ככל האפשר. עבור רכיבים המשמשים בין 1000 ℃ ל-1300 ℃, יש לבחור כמתכות מילוי להלחמה מתכות טהורות Ti, V, Zr או סגסוגות המבוססות על מתכות אלו היוצרות איתן כמות אינסופית של מוצקים ונוזלים. כאשר טמפרטורת השירות גבוהה יותר, ניתן לבחור במתכת מילוי המכילה HF.

ראה טבלה 13 עבור הלחמת מתכות מילוי עבור Mo, Ta ו-Nb בטמפרטורה גבוהה.

טבלה 13 מתכות מילוי להלחמה להלחמה בטמפרטורה גבוהה של מתכות עקשנות

2. טכנולוגיית הלחמה

לפני הלחמה, יש להסיר בזהירות את התחמוצת מפני השטח של המתכת העקשנית. ניתן להשתמש בטחינה מכנית, התזת חול, ניקוי אולטרסאונד או ניקוי כימי. יש לבצע הלחמה מיד לאחר תהליך הניקוי.

בשל שבירותו הטבועה של מתכת מסוג W, יש לטפל בזהירות בחלקי מתכת מסוג W במהלך הרכבת הרכיבים כדי למנוע שבירה. על מנת למנוע היווצרות טונגסטן קרביד שביר, יש להימנע ממגע ישיר בין מתכת מסוג W לגרפיט. יש לבטל מאמץ מוקדם עקב תהליך ריתוך מקדים או ריתוך לפני הריתוך. מתכת מסוג W מתחמצנת בקלות רבה כאשר הטמפרטורה עולה. דרגת הוואקום צריכה להיות גבוהה מספיק במהלך ההלחמה. כאשר ההלחמה מתבצעת בטווח טמפרטורות של 1000 ~ 1400 ℃, דרגת הוואקום לא תפחת מ-8 × 10-3Pa. על מנת לשפר את טמפרטורת ההתכה החוזרת ואת טמפרטורת השירות של החיבור, ניתן לשלב את תהליך ההלחמה עם טיפול דיפוזיה לאחר הריתוך. לדוגמה, משתמשים בלחמת b-ni68cr20si10fel להלחמת מתכת מסוג W בטמפרטורה של 1180 ℃. לאחר שלושה טיפולי דיפוזיה של 1070 ℃ /4 שעות, 1200 ℃ /3.5 שעות ו-1300 ℃ /2 שעות לאחר הריתוך, טמפרטורת השירות של החיבור המולחם יכולה להגיע ליותר מ-2200 ℃.

יש לקחת בחשבון את מקדם ההתפשטות התרמית הקטן בעת ​​הרכבת החיבור המולחם של מוליבדן (Mo), ופער החיבור צריך להיות בטווח של 0.05 ~ 0.13 מ"מ. אם משתמשים במתקן, יש לבחור חומר עם מקדם התפשטות תרמית קטן. התגבשות מחדש של מוליבדן מתרחשת כאשר הלחמת להבה, תנור אטמוספרה מבוקרת, תנור ואקום, תנור אינדוקציה וחימום התנגדות חורגים מטמפרטורת ההתגבשות מחדש או שטמפרטורת ההתגבשות מחדש יורדת עקב דיפוזיה של רכיבי הלחמה. לכן, כאשר טמפרטורת ההלחמה קרובה לטמפרטורת ההתגבשות מחדש, ככל שזמן ההלחמה קצר יותר, כך ייטב. בעת הלחמה מעל טמפרטורת ההתגבשות מחדש של מוליבדן, יש לשלוט על זמן ההלחמה וקצב הקירור כדי למנוע סדקים הנגרמים מקירור מהיר מדי. כאשר משתמשים בהלחמת להבה של אוקסיאצטילן, אידיאלי להשתמש בשטף מעורב, כלומר, בוראט תעשייתי או שטף הלחמת כסף בתוספת שטף בטמפרטורה גבוהה המכיל סידן פלואוריד, שיכול להשיג הגנה טובה. השיטה היא תחילה לצפות שכבה של שטף הלחמת כסף על פני השטח של מוליבדן, ולאחר מכן לצפות שטף בטמפרטורה גבוהה. לשטף הלחמת הכסף יש פעילות בטווח טמפרטורות נמוך יותר, והטמפרטורה הפעילה של השטף בטמפרטורה גבוהה יכולה להגיע ל-1427 ℃.

רכיבי TA או Nb רצוי להלחים תחת ואקום, כאשר דרגת הוואקום אינה פחות מ-1.33 × 10-2Pa. אם ההלחמה מתבצעת תחת הגנה של גז אינרטי, יש להסיר בקפדנות זיהומים בגז כגון פחמן חד-חמצני, אמוניה, חנקן ופחמן דו-חמצני. כאשר הלחמה או הלחמת התנגדות מתבצעות באוויר, יש להשתמש במתכת מילוי מיוחדת להלחמה ובשטף מתאים. על מנת למנוע מגע של TA או Nb עם חמצן בטמפרטורה גבוהה, ניתן לצבוע שכבה של נחושת או ניקל מתכתיים על פני השטח ולבצע טיפול חישול דיפוזיה מתאים.