ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пайка титана и его сплавов из "Пайка, ее физико-химические особенности, технология и технологический процесс" Титан — химический элемент IV группы периодической системы — относится к переходным металлам, отличается сравнительно небол1 Шой плотностью (4,5 г/см ), малым температурным коэффициентом линейного расширения и коррозионной стойкостью в морской воде, агрессивных средах и различных климатических условиях. В зависимости от легирования и термообработки временное сопротивление титановых сплавов изменяется от 490 до 1372 МПа. Титан может работать в широком интервале температур от —253 до 500 °С. [c.343] Паяемость титана и его сплавов определяется его высоким химическим сродством к другим элементам, в том числе к кислороду, азоту, водороду. Это обусловливает, в частности, высокую химическую и термическую стойкость его оксидов. [c.343] Титан обладает полиморфизмом. При температуре ниже 882 °С он находится в а-состоянии (гексагональная решетка), а выше — в 3-состоянии (кубическая решетка). Это обстоятельство сущест- венно влияет на паяемость титана, возможность удаления его оксидной пленки и диффузию депрессантов из шва в паяемый металл. Элементы, образующие твердые растворы внедрения, относятся к вредным примесям (С, Ы, О, Н), охрупчивающим титан находясь в растворе, они могут приводить к замедленному хрупкому разрушению сплавов. Температура перехода сплава 0Т4 из а- в р-состояние соответствует 950 °С, сплава ВТЗ — выше 950 °С. [c.343] Элементы, образующие твердые растворы замещения, применяют в качестве легирующих элементов, сс-сплавы (ВТ1—00, ВТ1—0) имеют временное сопротивление 294—686 МПа они хорошо паяются и сохраняют высокую пластичность при криогенных температурах (ниже —70 °С). Например, сплав ВТ1—О имеет временное сопротивление выше 980 МПа. Двухфазные сплавы а + 3 с преобладанием при температуре 20 °С а-фазы, легированные 3-стабилизаторами в количестве до 2 % (0Т4, ВТ4), имеют временное сопротивление 686—98б МПа они более пластичны, хорошо паяются. [c.343] При температуре 650—700 °С титан образует стойкий оксид Т10г (рутил), выше температуры 900 °С — нитриды с азотом воздуха. Для предотвращения насыщения титана и его сплавов кислородом и азотом при нагреве, способствующими охрупчиванию, слой оксида и хрупкий слой твердого раствора кислорода и азота в титане (альфированный слой) перед пайкой должны быть тщательно удалены с поверхности паяемых деталей механическим или химическим способом. [c.344] Образование оксидов на очищенной поверхности титана при температуре 20 °С происходит сравнительно медленно, и пайка может быть проведена в течение первых суток после травления. При нагреве титана и его сплавов под пайку оксидная пленка образуется более быстро, особенно при температурах выше 650— 700 °С. Оксид титана ТЮг химически стоек и обладает низкой упругостью диссоциации. В настоящее время для пайки титана и его сплавов иногда применяют специальные реактивные флюсы. [c.344] Образование оксидной пленки и альфированного слоя на поверхности паяемого изделия при пайке могут быть предотвращены, если изделие нагревать в чистом проточном аргоне или вакууме. Хотя оксид ТЮг и не восстанавливается в вакууме с остаточным давлением более 1,33-10 —1,33-10 Па, относительно боль-щая растворимость кислорода в а-Т1 (до 20 %) и сравнительно небольшое содержание кислорода в контейнере при пайке в вакууме (р = 1,33-10 1,33 Па) или в проточном чистом и сухом аргоне (гелии) оказываются достаточными для предотвращения образования оксида на предварительно очищенной поверхности титана при нагреве в этих средах. [c.344] Титан и его сплавы паяют при температуре выше 700—860 °С, т. е. выше температуры перехода а-Т1 в 3-Т1, в котором особенно высока растворимость кислорода. [c.345] От действия кислорода, появляющегося в контейнере из восстановленных оксидов стали, наиболее успешно защищают экраны из коррозионно-стойкой стали или из титана в виде крышек или негерметизированных коробок с чистой поверхностью. [c.345] Пайка титана легкоплавкими оловянными и высокоплавкими алюминиевыми припоями возможна только после предварительного лужения паяемой поверхности погружением в расплавленный припой при температурах, при которых тонкий слой пленки Т10г может быть восстановлен вследствие растворения кислорода в титане при температуре 800—900 °С. После устранения оксидных пленок и нагрева в инертной среде смачивание титана оловом и алюминием хорошее. [c.345] применяемые при пайке сплавов на других основах, не пригодны для пайки титана. [c.345] Рекомендуемые в литературе флюсы для пайки титана и его сплавов содержат главным образом хлориды и фториды металлов и рекомендованы для пайки в пламени кислородно-ацетиленовых горелок. [c.345] Титан и его сплавы лудят в жидком олове при перегреве до температуры 700—750 °С. Для этого деталь с обезжиренной и протравленной поверхностью быстро погружают в жидкое олово, чтобы поверхность титана не успела нагреться и окислиться. Перед погружением оксидную пленку быстро удаляют с поверхности жидкого олова. Такое лужение можно проводить и в среде проточного аргона. Выдержка в жидком олове технического титана должна быть не менее 15 мин. Деталь, вынутую из жидкого олова, быстро протирают чистой ветошью для удаления оксидной пленки со слоя олова. При этом на облуженной поверхности не должно быть участков, не смоченных оловом. [c.345] Необходимость перегрева олова до столь высоких температур при лужении титана и его сплавов, вероятно, обусловлена незначительной скоростью диффузии кислорода из оксидов с поверхности титана вглубь при более низких температурах. Облуженную поверхность перед пайкой слегка зачищают мягкой щеткой и протирают спиртом или ацетоном. [c.345] При пайке луженой поверхности температура нагрева паяльника не должна превышать 250 °С, так как выше этой температуры возможно нарушение сплошности слоя полуды. При пайке легкоплавкими припоями применяют обычные для этого процесса флюсы. [c.345] Хлорид титана Ti U в виде газа улетучивается с поверхности металла, разрущая при этом оксидную пленку ТЮг, а восстановленные олово и серебро покрывают чистую поверхность облужи-ваемого металла. Очищенную поверхность титана и его сплавов, покрытую оловом или серебром, подвергают пайке обычными способами. [c.346] При реактивно-флюсовом лужении оловом поверхность титана покрывают в печи с нейтральной атмосферой. Реакция восстановления олова происходит при температуре 350—400 °С и сопро- вождается выделением белого дыма (Ti U). После окончания реакции и охлаждения деталей остатки флюса должны быть немедленно и тщательно смыты в горячей воде (при температуре 70—90 °С), в детали просущены. Горячее лужение титана и его сплавов перед пайкой проводят с помощью реактивных флюсов или при погружении его в жидкий металл. [c.346] Перед пайкой титана с алюминием или алюминиевыми сплавами применяют предварительное алитирование титана в жидком алюминии, перегретом до температуры 720—790 °С. Перед погружением титана в ванну поверхность жидкого алюминия раскисляют флюсами, содержащими хлористые и фтористые соли щелочных металлов (например, флюсом 34А) длительность алити-рования обычно не превыщает 10—12 мин. Пайка титана и его сплавов на воздухе легкоплавкими оловянными припоями может быть выполнена только по предварительно нанесенному покрытию из химического или гальванического никеля, меди, олова. Временное сопротивление разрыву таких соединений не превыщает 49 МПа. [c.346] Вернуться к основной статье