Geriausi titano ir titano lydinių litavimo litavimo metodai

Titanas ir jo lydiniai, sudaryti iš tokių elementų kaip geležis, aliuminis, vanadis ir molibdenas, pasižymi puikiomis fizinėmis ir mechaninėmis savybėmis, tokiomis kaip didelis stiprumas, didelis atsparumas karščiui ir geras atsparumas korozijai. Jie plačiai naudojami aukštųjų technologijų srityse, tokiose kaip chemijos inžinerija, jūrų inžinerija, transportas, medicina, statyba, aviacijos ir karinė pramonė, ir yra svarbios lengvos konstrukcinės medžiagos. Tarp jų kosmoso pramonė yra svarbi tolesnio naudojimo sritis.
Titanas ir jo lydiniai yra reaktyvūs metalai ir plačiai naudojami aviacijos, naftos chemijos ir branduolinėje pramonėje. Pagrindinės titano ir jo lydinių litavimo problemos yra šios:
① Stabili oksido plėvelė ant paviršiaus. Titanas ir jo lydiniai turi stiprų afinitetą deguoniui ir lengvai sukuria stabilią oksido plėvelę ant paviršiaus, kuri trukdo drėkinti ir plisti litavimo medžiagai. Todėl litavimo metu jis turi būti pašalintas.
② Stipriai sugeria dujas. Titanas ir jo lydiniai kaitinimo proceso metu turi tendenciją sugerti vandenilį, deguonį ir azotą, o kuo aukštesnė temperatūra, tuo stipresnė absorbcija, dėl ko smarkiai sumažėja titano plastiškumas ir kietumas. Todėl litavimas turėtų būti atliekamas vakuume arba inertinėje atmosferoje.
③ Lengvai formuojami intermetaliniai junginiai. Titanas ir jo lydiniai gali reaguoti su dauguma litavimo medžiagų ir sudaryti trapius junginius, todėl jungtys tampa trapios. Todėl kitoms medžiagoms lituoti naudojama litavimo medžiaga iš esmės netinka reaktyviesiems metalams lituoti.
④ Struktūra ir savybės gali keistis. Titanas ir jo lydiniai kaitinant patiria fazinę transformaciją ir grūdėtumą. Kuo aukštesnė temperatūra, tuo rimtesnis šiurkštumas, todėl litavimo aukštoje temperatūroje temperatūra neturėtų būti per aukšta.
Apibendrinant galima pasakyti, kad lituojant titaną ir jo lydinius reikia atkreipti dėmesį į litavimo kaitinimo temperatūrą. Paprastai litavimo temperatūra neturi viršyti 950-1000 laipsnio, o kuo žemesnė litavimo temperatūra, tuo mažesnė įtaka pagrindinės medžiagos savybėms. Grūdintų ir grūdintų lydinių litavimas taip pat gali būti atliekamas neviršijant senėjimo temperatūros.
Siekiant išvengti oksidacijos ir deguonies bei vandenilio absorbcijos reakcijų lituotoje jungtyje, titano ir titano lydinio litavimas atliekamas vakuume ir inertinėje atmosferoje, o litavimas liepsna paprastai nenaudojamas. Lituojant kietuoju lydmetaliu vakuume arba chloru, galima naudoti aukšto dažnio kaitinimą, kaitinimą krosnyje ir kitus metodus, kurie pasižymi dideliu kaitinimo greičiu ir trumpu laikymo laiku, todėl sąsajos zonoje susidaro plonesnis junginių sluoksnis ir geresnis jungties veikimas. Todėl reikia kontroliuoti litavimo temperatūrą ir laikymo laiką, kad litavimo medžiaga patektų į tarpą.
Priežastis, kodėl titaną ir jo lydinius geriausia lituoti vakuume ir argone, yra ta, kad nors titanas turi didelį afinitetą deguoniui, jis gali gauti lygų paviršių 13,3 Pa vakuume, nes paviršiuje ištirpsta oksido plėvelė.
Lituojant argono atmosferoje ir litavimo temperatūros diapazonas yra 760-927 laipsnis, reikalingas didelio grynumo argonas, kad titanas nepakeistų spalvos. Paprastai šaltnešio laikymo talpyklose naudojamas skystas argonas, nes jis yra labai grynas.
Lituojant titaną ir titano lydinius, ant sąsajos arba kietojo litavimo tarpo dažnai susidaro trapūs intermetaliniai junginiai, todėl sumažėja lituoto jungties našumas. Difuzinis sujungimas gali būti naudojamas siekiant pagerinti lituoto jungties veikimą. Litavimo metu 50 μm storio vario folija, nikelio folija arba sidabro folija dedama tarp titano lydinių, kurie atitinkamai sudaro Cu-Ti, Ni-Ti ir Ag-Ti eutektiką, remdamiesi kontaktine reakcija tarp titano ir šių metalų. Tada šie trapūs intermetaliniai junginiai yra išsklaidomi. Difuziniu būdu sujungta jungtis veikia gana gerai esant tam tikrai temperatūrai ir laikui.
Be to, + -faziniai titano lydiniai gali būti naudojami atkaitinti, apdoroti tirpalu arba sendinti. Jei po atkaitinimo reikia atkaitinti, galimos trys schemos: litavimas esant arba žemesnei atkaitinimo temperatūrai po atkaitinimo; kietasis litavimas esant aukštesnei nei atkaitinimo temperatūrai ir segmentinio aušinimo procesas litavimo cikle, siekiant gauti atkaitinimo struktūrą; ir litavimas aukštesnėje nei atkaitinimo temperatūroje, o po to atkaitinimas.