Патент на изобретение №2278011

Published by on




РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ



ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(19) RU (11) 2278011 (13) C1
(51) МПК

B23K35/30 (2006.01)
C22C19/05 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Статус: по данным на 28.12.2010 – действует

(21), (22) Заявка: 2004133353/02, 16.11.2004

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

16.11.2004

(46) Опубликовано: 20.06.2006

(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске:
RU 2115528 C1, 20.07.1998. SU 1673352 A1, 30.08.1991. RU 2041784 C1, 20.08.1995. SU 1780966 A1, 15.12.1992. WO 96/37335 A1, 28.11.1996.

Адрес для переписки:

105005, Москва, ул. Радио, 17, ФГУП “ВИАМ”, зам.ген.директора И.Е.Ковалеву

(72) Автор(ы):

Каблов Евгений Николаевич (RU),
Лукин Владимир Иванович (RU),
Рыльников Виталий Сергеевич (RU),
Столянков Юрий Владиславович (RU),
Калицев Виктор Ананьевич (RU),
Щербаков Анатолий Иванович (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Федеральное государственное унитарное предприятие “Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов” (ФГУП “ВИАМ”) (RU)

(54) ПРИПОЙ НА ОСНОВЕ НИКЕЛЯ

(57) Реферат:

Изобретение может найти применение при изготовлении паяных деталей узлов радиаторов, теплообменников, сотовых панелей и т.д., в конструкции которых применяются тонкостенные элементы из нержавеющих сталей. Припой содержит ингредиенты в следующем соотношении, мас.%: хром 3,0-17,9, железо 0,1-10,0, молибден 0,5-6,0, кремний 3,0-6,5, кобальт 0,1-10,0, ниобий 0,1-2,9, титан 0,1-2,9, бор 1,2-1,6, марганец 0,1-2,0, никель – остальное. Припой в виде аморфных металлических лент обладает повышенной технологической пластичностью, низкой эрозионной активностью по отношению к основному материалу, температурой пайки ниже 1100°С. Использование припоя позволяет снизить вес паяной конструкции и повысить технологичность процесса пайки, обусловленную высокой точностью дозировки припоя. 2 табл.

Изобретение относится к области машиностроения, а именно к припоям на основе никеля, преимущественно к аморфным припоям, и может найти применение при изготовлении паяных деталей узлов радиаторов, теплообменников, сотовых панелей и т.д., в конструкции которых применяются тонкостенные элементы из нержавеющих сталей.

Известен припой на основе никеля, имеющий следующий химический состав, мас.%:

Хром 5,05-15,4
Железо 0-11,0
Бор 3,4-3,8
Молибден 3,7-9,46
Кобальт 11,5-34,9
Никель остальное

(Патент США №4801072).

Недостатками известного припоя являются большие значения эрозии при пайке нержавеющих сталей, невысокий уровень прочности соединений.

Известен также припой на основе никеля следующего химического состава, в мас.%:

Хром 6,1-8,2
Железо 2,6-3,5
Бор 2,0-6,4
Кремний 1,7-8,5
Никель остальное

(Патент США №5158229).

Недостатком данного припоя является его высокая эрозионная активность при пайке нержавеющих сталей.

Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является припой следующего химического состава, мас.%:

Хром 19,2-40,0
Железо 8,0-28,0
Молибден 1,0-7,9
Кремний 3,0-7,5
Кобальт 0,5-6,0
Ниобий 0,5-7,5
Титан 0,5-7,4
Алюминий 1,1-5,0
Никель остальное

(Патент РФ №2115528)

Недостатками припоя-прототипа является невозможность его получения в виде аморфной металлической ленты, высокая эрозионная активность припоя к нержавеющим сталям и высокая температура пайки.

Технической задачей изобретения является разработка припоя в виде аморфных металлических лент, обладающего повышенной технологической пластичностью, низкой эрозионной активностью по отношению к основному материалу, температурой пайки ниже 1100°С.

Поставленная техническая задача достигается тем, что предложен припой на основе никеля, содержащий хром, железо, молибден, кремний, кобальт, ниобий, титан, который дополнительно содержит бор и марганец, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хром 3,0-17,9
Железо 0,1-10,0
Молибден 0,5-6,0
Кремний 3,0-6,5
Кобальт 0,1-10,0
Ниобий 0,1-2,9
Титан 0,1-2,9
Бор 1,2-1,6
Марганец 0,1-2,0
Никель остальное

Введение в припой на основе никеля дополнительно бора и марганца при заявленном содержании и соотношении других компонентов обеспечивает получение припоя в виде аморфных металлических лент, обладающего повышенной технологической пластичностью, низкой эрозионной активностью по отношению к основному материалу, температурой пайки ниже 1100°С.

Пример осуществления.

Предлагаемый припой выплавлялся в вакуумной индукционной печи с тиглем на 4-4,5 кг сплава. В Таблице 1 представлены составы предлагаемых припоев (примеры 1-3) и припоя-прототипа.

Получение припоя в виде аморфных металлических лент проводили методом литья расплава на поверхность быстровращающегося диска-холодильника.

Технологическую пластичность оценивали методом многократного изгиба образца припоя в виде аморфной металлической ленты на зажатой в тисках цилиндрической оправке диаметром 5 мм.

Эрозионную активность припоя (растворение припоем основного материала) оценивали на основании результатов взаимодействия припоев с нержавеющей сталью марки 12Х18Н10Т по ГОСТ21549-76 “Пайка. Метод определения эрозии паяемого материала”.

Температуру пайки образцов из нержавеющей стали определяли методом ступенчатого контроля степени смачивания материла нержавеющей стали по ГОСТ 23904-79 “Пайка. Метод определения смачивания материалов припоями” по данным дифференциального термического анализа на установке ДТА-7.

Свойства предлагаемого припоя и паяных соединений в сравнении со свойствами припоя-прототипа представлены в Таблице 2.

Таблица 1
Составы предлагаемого припоя и припоя прототипа
№ п/п Cr Fe Мо Si Со Nb Ti В Mn Al Ni
1 10 5,5 3,5 3,0 4,5 1,5 1,6 1,6 1,0 основа
2 17,9 10,0 6,0 6,5 0,1 0,1 2,9 1,2 2,0 -“-
3 3 0,1 0,5 4,5 10,0 2,9 0,1 1,4 0,1 -“-
4 прототип 29,5 10,0 4,5 5,2 4,0 4,0 4,0 2,8 -“-
Таблица 2
№ п/п Температура пайки, °С Эрозионная активность, % Технологическая пластичность, число изгибов Толщина заполнителя, мм
1 1040-1050 5 более 100 циклов 0,08
2 1080-1090 11 60 циклов 0,1
3 1060-1070 9 70 циклов 0,08
Прототип 1200-1220 более 28 хрупкие фрагменты (лента не формируется) 0,15 и более

Из Таблицы 2 следует, что предлагаемый припой в сравнении с припоем-прототипом может быть получен в виде аморфных металлических лент, обладает технологической пластичностью (60-100 циклов и более), характеризуется сниженной в 3-6 раз эрозионной активностью по отношению к основному материалу в сравнении с припоем-прототипом и имеет температуру пайки ниже 1100°С.

Использование предлагаемого припоя позволяет снизить вес паяной конструкции за счет использования более тонкой фольги наполнителя, значительно снизить трудоемкость и повысить технологичность процесса пайки, обусловленной точностью дозировки за счет высокой степени равнотолщинности полуфабриката припоя и повысить экологичность процесса изготовления паяных деталей.

Формула изобретения

Припой на основе никеля, содержащий хром, железо, молибден, кремний, кобальт, ниобий, титан, отличающийся тем, что он дополнительно содержит бор и марганец при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Хром 3,0-17,9
Железо 0,1-10,0
Молибден 0,5-6,0
Кремний 3,0-6,5
Кобальт 0,1-10,0
Ниобий 0,1-2,9
Титан 0,1-2,9
Бор 1,2-1,6
Марганец 0,1-2,0
Никель Остальное

Categories: BD_2278000-2278999