Cele mai bune metode de lipire pentru titan și aliaje de titan

Titanul și aliajele sale, care sunt compuse din elemente precum fier, aluminiu, vanadiu și molibden, au proprietăți fizice și mecanice excelente, cum ar fi rezistență ridicată, rezistență ridicată la căldură și rezistență bună la coroziune. Sunt utilizate pe scară largă în domenii de înaltă tehnologie, cum ar fi inginerie chimică, inginerie marină, transporturi, medicină, construcții, industria aerospațială și industria militară și sunt importante materiale structurale ușoare. Printre acestea, industria aerospațială este un domeniu de aplicare important în aval.
Titanul și aliajele sale sunt metale reactive și sunt utilizate pe scară largă în industria aerospațială, petrochimică și nucleară. Principalele probleme ale lipirii titanului și aliajelor sale sunt următoarele:
① Filmul de oxid stabil de pe suprafață. Titanul și aliajele sale au o afinitate puternică pentru oxigen și sunt ușor de generat un film de oxid stabil la suprafață, care împiedică umezirea și răspândirea materialului de lipire. Prin urmare, trebuie îndepărtat în timpul lipirii.
② Absorb puternic gazele. Titanul și aliajele sale au tendința de a absorbi hidrogen, oxigen și azot în timpul procesului de încălzire, iar cu cât temperatura este mai mare, cu atât absorbția este mai puternică, ceea ce duce la o scădere bruscă a plasticității și tenacității titanului. Prin urmare, lipirea trebuie efectuată în vid sau atmosferă inertă.
③ Compuși intermetalici ușor de format. Titanul și aliajele sale pot reacționa cu majoritatea materialelor de lipire pentru a forma compuși fragili, ceea ce face ca îmbinările să devină casante. Prin urmare, materialul de lipire utilizat pentru lipirea altor materiale nu este în principiu potrivit pentru lipirea metalelor reactive.
④ Structura și proprietățile sunt predispuse la schimbare. Titanul și aliajele sale suferă transformare de fază și îngroșare a granulelor în timpul încălzirii. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât mai gravă este îngroșarea, astfel încât temperatura pentru lipirea la temperatură înaltă nu trebuie să fie prea ridicată.
Pe scurt, atunci când lipiți titanul și aliajele sale, trebuie acordată atenție temperaturii de încălzire a lipirii. În general, temperatura de lipire nu trebuie să depășească 950-1000 grade și cu cât temperatura de lipire este mai mică, cu atât este mai mic impactul asupra proprietăților materialului de bază. Pentru aliajele călite și revenite, lipirea poate fi efectuată și cu condiția de a nu depăși temperatura de îmbătrânire.
Pentru a preveni oxidarea și reacțiile de absorbție a oxigenului și a hidrogenului în îmbinarea lipită, lipirea de titan și aliaje de titan este efectuată în vid și atmosferă inertă și, în general, nu se utilizează lipirea cu flacără. La lipirea în vid sau clor, se pot folosi încălzirea de înaltă frecvență, încălzirea cuptorului și alte metode, care au viteză de încălzire rapidă și timp scurt de menținere, rezultând un strat mai subțire de compuși în zona de interfață și o performanță mai bună a îmbinării. Prin urmare, temperatura de lipire și timpul de menținere trebuie controlate pentru a face ca materialul de lipire să curgă în gol.
Motivul pentru care lipirea titanului și aliajelor sale se realizează cel mai bine în vid și argon este că, deși titanul are o mare afinitate pentru oxigen, poate obține o suprafață netedă în vid de 13,3 Pa datorită dizolvării peliculei de oxid de pe suprafață.
Când lipiți într-o atmosferă de argon și intervalul de temperatură de lipire este de 760-927 grade , este necesar argon de înaltă puritate pentru a preveni decolorarea titanului. În general, argonul lichid în recipientele de depozitare a agentului frigorific este utilizat deoarece are o puritate ridicată.
Atunci când lipiți titan și aliaje de titan, compuși intermetalici fragili se formează adesea pe interfață sau în golul de lipire, reducând astfel performanța îmbinării lipite. Lipirea prin difuzie poate fi utilizată pentru a îmbunătăți performanța îmbinării lipite. În timpul lipirii, între aliajele de titan este plasată o folie de cupru, o folie de nichel sau o folie de argint cu o grosime de 50 μm, care formează, respectiv, eutectice Cu-Ti, Ni-Ti și Ag-Ti, bazându-se pe reacția de contact dintre titan și aceste metale. Apoi, acești compuși intermetalici fragili sunt difuzați. Îmbinarea prin difuzie are performanțe relativ bune la o anumită temperatură și timp.
În plus, aliajele de titan + -fază pot fi utilizate în stări recoapte, tratate cu soluție sau îmbătrânite. Dacă este necesară recoacere după lipire, sunt disponibile trei scheme: lipire la sau sub temperatura de recoacere după recoacere; lipirea la o temperatură peste temperatura de recoacere și adoptarea unui proces de răcire segmentat în ciclul de lipire pentru a obține structura de recoacere; și lipirea la o temperatură peste temperatura de recoacere și apoi recoacere.