Алюминий мен алюминий қорытпаларын дәнекерлеу

1. Тұтқырлық

Алюминий мен алюминий қорытпаларының дәнекерлеу қасиеті нашар, негізінен бетіндегі оксид қабықшасын кетіру қиын болғандықтан. Алюминий оттегіге өте жақын. Бетінде тығыз, тұрақты және жоғары балқу температурасы бар Al2O3 оксид қабықшасын түзу оңай. Сонымен қатар, құрамында магний бар алюминий қорытпалары да өте тұрақты MgO оксид қабықшасын түзеді. Олар дәнекердің сулануына және таралуына айтарлықтай кедергі келтіреді. Және оны кетіру қиын. Дәнекерлеу кезінде дәнекерлеу процесін тек тиісті флюспен ғана жүргізуге болады.

Екіншіден, алюминий мен алюминий қорытпасын дәнекерлеу жұмысы қиын. Алюминий мен алюминий қорытпасының балқу температурасы қолданылатын дәнекерлеу толтырғыш металының балқу температурасынан айтарлықтай ерекшеленбейді. Дәнекерлеудің қосымша температура диапазоны өте тар. Температураны аздап дұрыс басқармау негізгі металдың қызып кетуіне немесе тіпті балқуына әкелуі мүмкін, бұл дәнекерлеу процесін қиындатады. Термиялық өңдеу арқылы нығайтылған кейбір алюминий қорытпалары дәнекерлеудің қызуына байланысты шамадан тыс қартаю немесе күйдіру сияқты жұмсарту құбылыстарын тудырады, бұл дәнекерленген қосылыстардың қасиеттерін төмендетеді. Жалынмен дәнекерлеу кезінде температураны бағалау қиын, себебі қыздыру кезінде алюминий қорытпасының түсі өзгермейді, бұл оператордың жұмыс деңгейіне қойылатын талаптарды да арттырады.

Сонымен қатар, алюминий мен алюминий қорытпасынан дәнекерленген қосылыстардың коррозияға төзімділігіне толтырғыш металдар мен флюстер оңай әсер етеді. Алюминий мен алюминий қорытпасының электродтық потенциалы дәнекерлеу потенциалынан айтарлықтай ерекшеленеді, бұл қосылыстың коррозияға төзімділігін төмендетеді, әсіресе жұмсақ дәнекерлеу қосылысы үшін. Сонымен қатар, алюминий мен алюминий қорытпаларын дәнекерлеуде қолданылатын флюстердің көпшілігі күшті коррозиялық қасиетке ие. Дәнекерлеуден кейін тазартылғанның өзінде, флюстердің қосылыстардың коррозияға төзімділігіне әсері толығымен жойылмайды.

2. Дәнекерлеу материалы

(1) Алюминий мен алюминий қорытпаларын дәнекерлеу сирек қолданылатын әдіс болып табылады, себебі дәнекерлеу толтырғыш металы мен негізгі металдың құрамы мен электродтық потенциалы өте әртүрлі, бұл қосылыстың электрохимиялық коррозиясын тудыруы мүмкін. Жұмсақ дәнекерлеу негізінен мырыш негізіндегі дәнекер мен қалайы қорғасын дәнекерін пайдаланады, оны температура диапазонына байланысты төмен температуралы дәнекер (150 ~ 260 ℃), орташа температуралы дәнекер (260 ~ 370 ℃) және жоғары температуралы дәнекер (370 ~ 430 ℃) деп бөлуге болады. Қалайы қорғасын дәнекері қолданылғанда және дәнекерлеу үшін алюминий бетіне мыс немесе никель алдын ала жағылғанда, қосылыс шекарасындағы коррозияның алдын алуға болады, осылайша қосылыстың коррозияға төзімділігін арттыруға болады.

Алюминий мен алюминий қорытпаларын дәнекерлеу кеңінен қолданылады, мысалы, сүзгі бағыттауышы, буландырғыш, радиатор және басқа да компоненттер. Алюминий мен алюминий қорытпаларын дәнекерлеу үшін тек алюминий негізіндегі толтырғыш металдарды пайдалануға болады, олардың ішінде алюминий кремнийі толтырғыш металдары ең көп қолданылады. Дәнекерленген қосылыстардың нақты қолданылу аясы және ығысу беріктігі сәйкесінше 8 және 9 кестелерде көрсетілген. Дегенмен, бұл дәнекердің балқу температурасы негізгі металдың балқу температурасына жақын, сондықтан негізгі металдың қызып кетуіне немесе тіпті балқуына жол бермеу үшін дәнекерлеу кезінде қыздыру температурасын қатаң және дәл бақылау керек.

8-кесте. Алюминий және алюминий қорытпаларына арналған дәнекерлеу толтырғыш металдарын қолдану аясы

9-кесте. Алюминий кремнийі толтырғыш металдарымен дәнекерленген алюминий және алюминий қорытпасынан жасалған қосылыстардың ығысу беріктігі

Алюминий кремний дәнекері әдетте ұнтақ, паста, сым немесе парақ түрінде жеткізіледі. Кейбір жағдайларда алюминий өзегі және алюминий кремний дәнекері қаптамасы ретінде қолданылатын композиттік пластиналарды дәнекерлеу қолданылады. Дәнекерлеудің бұл түрі гидравликалық әдіспен жасалады және көбінесе дәнекерлеу компоненттерінің бөлігі ретінде қолданылады. Дәнекерлеу кезінде композиттік пластинадағы дәнекерлеу толтырғыш металлы капиллярлық және ауырлық күшінің әсерінен балқып, ағып, қосылыс саңылауын толтырады.

(2) Алюминий мен алюминий қорытпасын дәнекерлеуге арналған флюс және қорғаныш газы, қабықшаны кетіру үшін көбінесе арнайы флюс қолданылады. fs204 сияқты триэтаноламинге негізделген органикалық флюс төмен температуралы жұмсақ дәнекерлеумен қолданылады. Бұл флюстің артықшылығы - оның негізгі металға коррозия әсері аз, бірақ ол көп мөлшерде газ шығарады, бұл дәнекердің сулануына және тығыздалуына әсер етеді. fs203 және fs220a сияқты мырыш хлоридіне негізделген реактивті флюс орташа температуралы және жоғары температуралы жұмсақ дәнекерлеумен қолданылады. Реактивті флюс өте коррозиялық, сондықтан оның қалдықтарын дәнекерлеуден кейін алып тастау керек.

Қазіргі уақытта алюминий мен алюминий қорытпаларын дәнекерлеуде әлі де флюс пленкасын кетіру басым. Қолданылатын дәнекерлеу ағынына хлорид негізіндегі флюс және фтор негізіндегі флюс кіреді. Хлорид негізіндегі флюс оксид пленкасын кетірудің күшті қабілетіне және жақсы сұйықтыққа ие, бірақ ол негізгі металға үлкен коррозиялық әсер етеді. Дәнекерлеуден кейін оның қалдықтары толығымен жойылуы керек. Фтор негізіндегі флюс - бұл жақсы пленка кетіру әсері бар және негізгі металға коррозия жасамайтын жаңа типтегі флюс. Дегенмен, оның балқу температурасы жоғары және термиялық тұрақтылығы нашар, оны тек алюминий кремний дәнекерімен пайдалануға болады.

Алюминий мен алюминий қорытпаларын дәнекерлеу кезінде вакуумдық, бейтарап немесе инертті атмосфера жиі қолданылады. Вакуумдық дәнекерлеу кезінде вакуум дәрежесі әдетте 10-3 па деңгейіне жетуі керек. Қорғаныс үшін азот немесе аргон газы қолданылған кезде оның тазалығы өте жоғары болуы керек, ал шық нүктесі -40 ℃-тан төмен болуы керек.

3. Дәнекерлеу технологиясы

Алюминий мен алюминий қорытпаларын дәнекерлеу дайындама бетін тазалауға жоғары талаптар қояды. Жақсы сапаға қол жеткізу үшін дәнекерлеу алдында бетіндегі май дағын және оксид қабықшасын кетіру керек. Бетіндегі май дағын Na2CO3 сулы ерітіндісімен 60 ~ 70 ℃ температурада 5 ~ 10 минут бойы кетіріңіз, содан кейін таза сумен шайыңыз; Бетіндегі оксид қабықшасын NaOH сулы ерітіндісімен 20 ~ 40 ℃ температурада 2 ~ 4 минут бойы ою арқылы кетіруге болады, содан кейін ыстық сумен жуыңыз; Бетіндегі май дағын және оксид қабықшасын кетіргеннен кейін, дайындама жылтыратуға арналған HNO3 сулы ерітіндісімен 2 ~ 5 минут өңделіп, ағын суда тазалануы және соңында кептірілуі керек. Осы әдістермен өңделген дайындама басқа кірмен жанаспауы немесе ластанбауы керек және 6 ~ 8 сағат ішінде дәнекерленуі керек. Мүмкіндігінше дереу дәнекерлеген дұрыс.

Алюминий мен алюминий қорытпаларын дәнекерлеу әдістеріне негізінен жалынмен дәнекерлеу, дәнекерлеу шойынымен дәнекерлеу және пешпен дәнекерлеу жатады. Бұл әдістерде дәнекерлеу кезінде әдетте флюс қолданылады және қыздыру температурасы мен ұстау уақытына қатаң талаптар қойылады. Жалынмен дәнекерлеу және дәнекерлеу шойынымен дәнекерлеу кезінде ағынның қызып кетуіне және істен шығуына жол бермеу үшін ағынды тікелей жылу көзімен қыздырудан аулақ болыңыз. Алюминий мырыш мөлшері жоғары жұмсақ дәнекерде ерітуге болатындықтан, негізгі металдың коррозиясын болдырмау үшін қосылыс пайда болғаннан кейін қыздыруды тоқтату керек. Кейбір жағдайларда алюминий мен алюминий қорытпаларын дәнекерлеу кейде флюсті пайдаланбайды, бірақ қабықшаны алу үшін ультрадыбыстық немесе қыру әдістерін қолданады. Дәнекерлеу үшін қабықшаны алу үшін қыруды қолданған кезде алдымен дайындаманы дәнекерлеу температурасына дейін қыздырыңыз, содан кейін дайындаманың дәнекерлеу бөлігін дәнекерлеу шыбығының (немесе қыру құралының) ұшымен қырыңыз. Беткі оксид қабықшасын сындырған кезде, дәнекердің ұшы негізгі металды ерітіп, сулайды.

Алюминий мен алюминий қорытпаларын дәнекерлеу әдістеріне негізінен жалынмен дәнекерлеу, пешпен дәнекерлеу, батыру арқылы дәнекерлеу, вакууммен дәнекерлеу және газбен қорғалған дәнекерлеу жатады. Жалынмен дәнекерлеу көбінесе шағын дайындамалар мен бір бөлікті өндіріс үшін қолданылады. Оксиацетилен жалынын қолданған кезде ацетилендегі қоспалар мен флюс арасындағы жанасудан флюстің істен шығуын болдырмау үшін негізгі металдың тотығуын болдырмау үшін аздап тотықсыздандырғыштығы бар бензинмен сығылған ауа жалынын қолданған жөн. Арнайы дәнекерлеу кезінде дәнекерлеу флюсі мен толтырғыш металды алдын ала дәнекерленген жерге қойып, дайындамамен бір уақытта қыздыруға болады; дайындаманы алдымен дәнекерлеу температурасына дейін қыздыруға болады, содан кейін флюспен батырылған дәнекерді дәнекерлеу орнына жіберуге болады; Флюс пен толтырғыш метал ерігеннен кейін, толтырғыш метал біркелкі толтырылғаннан кейін қыздырғыш жалын баяу алынуы керек.

Ауа пешінде алюминий мен алюминий қорытпасын дәнекерлеу кезінде дәнекерлеу толтырғыш металы алдын ала орнатылуы керек, ал дәнекерлеу ағыны дистилденген суда ерітіліп, концентрациясы 50% ~ 75% болатын қою ерітінді дайындалады, содан кейін дәнекерлеу бетіне жағылады немесе бүркіледі. Дәнекерлеу толтырғыш металы мен дәнекерлеу бетіне тиісті мөлшерде ұнтақ дәнекерлеу ағынын жағуға болады, содан кейін жиналған дәнекерлеу пешке қыздыру үшін қойылады. Негізгі металдың қызып кетуіне немесе тіпті балқуына жол бермеу үшін қыздыру температурасын қатаң бақылау қажет.

Паста немесе фольга дәнекері әдетте алюминий мен алюминий қорытпаларын батыру үшін қолданылады. Жиналған дайындаманы дәнекерлеу алдында температурасын дәнекерлеу температурасына жақындату үшін алдын ала қыздыру керек, содан кейін дәнекерлеу үшін дәнекерлеу флюсіне батыру керек. Дәнекерлеу кезінде дәнекерлеу температурасы мен дәнекерлеу уақыты қатаң бақылануы керек. Егер температура тым жоғары болса, негізгі металл оңай еріп, дәнекерді жоғалту оңай; егер температура тым төмен болса, дәнекер жеткілікті түрде ерімейді және дәнекерлеу жылдамдығы төмендейді. Дәнекерлеу температурасы негізгі металдың түрі мен өлшеміне, толтырғыш металдың құрамы мен балқу температурасына байланысты анықталады және әдетте толтырғыш металдың сұйық температурасы мен негізгі металдың қатты дене температурасы арасында болады. Дайындаманы флюс ваннасына батыру уақыты дәнекердің толық еріп, ағып кетуін қамтамасыз етуі керек, ал тірек уақыты тым ұзақ болмауы керек. Әйтпесе, дәнекердегі кремний элементі негізгі металға диффузияланып, жікке жақын негізгі металды сынғыш етеді.

Алюминий мен алюминий қорытпаларын вакуумдық дәнекерлеу кезінде алюминийдің беткі оксид қабықшасын өзгерту және дәнекердің ылғалдануы мен таралуын қамтамасыз ету үшін металл жұмыс істейтін активаторлар жиі қолданылады. Магнийді дайындамада бөлшектер түрінде тікелей қолдануға немесе дәнекерлеу аймағына бу түрінде енгізуге немесе алюминий кремний дәнекеріне қорытпа элементі ретінде магнийді қосуға болады. Күрделі құрылымы бар дайындама үшін магний буының негізгі металға толық әсерін қамтамасыз ету және дәнекерлеу сапасын жақсарту үшін жергілікті қорғаныс процесінің шаралары жиі қолданылады, яғни дайындама алдымен тот баспайтын болаттан жасалған қорапқа (әдетте өңдеу қорабы деп аталады) салынады, содан кейін дәнекерлеуді қыздыру үшін вакуумдық пешке орналастырылады. Вакуумдық дәнекерленген алюминий мен алюминий қорытпасынан жасалған қосылыстардың беті тегіс және тығыз дәнекерленген қосылыстары бар, сондықтан дәнекерлеуден кейін тазалауды қажет етпейді; Дегенмен, вакуумдық дәнекерлеу жабдығы қымбат, ал магний буы пешті қатты ластайды, сондықтан оны жиі тазалап, күтіп ұстау қажет.

Алюминий мен алюминий қорытпаларын бейтарап немесе инертті атмосферада дәнекерлеген кезде, қабықшаны алып тастау үшін магний активаторын немесе флюсін пайдалануға болады. Қабықшаны алып тастау үшін магний активаторын қолданған кезде, қажетті магний мөлшері вакуумдық дәнекерлеуге қарағанда әлдеқайда төмен. Әдетте, w (мг) шамамен 0,2% ~ 0,5% құрайды. Магний мөлшері жоғары болған кезде қосылыстың сапасы төмендейді. Фтор ағыны мен азот қорғанысын қолданатын NOCOLOK дәнекерлеу әдісі соңғы жылдары тез дамып келе жатқан жаңа әдіс. Фтор ағынының қалдығы ылғалды сіңірмейтіндіктен және алюминийге коррозия тудырмайтындықтан, дәнекерлеуден кейін ағын қалдықтарын алып тастау процесін өткізіп жіберуге болады. Азоттың қорғанысы астында фтор ағынының аз ғана мөлшерін жабу қажет, толтырғыш металл негізгі металды жақсы ылғалдай алады және жоғары сапалы дәнекерленген қосылыстарды алу оңай. Қазіргі уақытта NOCOLOK дәнекерлеу әдісі алюминий радиаторы мен басқа да компоненттерді жаппай өндіруде қолданылып келеді.

Фтор ағынынан басқа флюспен дәнекерленген алюминий мен алюминий қорытпасы үшін дәнекерлеуден кейін флюс қалдығы толығымен жойылуы керек. Алюминийге арналған органикалық дәнекерлеу флюсінің қалдығын метанол және трихлорэтилен сияқты органикалық ерітінділермен жууға, натрий гидроксиді сулы ерітіндісімен бейтараптандыруға және соңында ыстық және суық сумен тазартуға болады. Хлорид - алюминийге арналған дәнекерлеу флюсінің қалдығы, оны келесі әдістерге сәйкес кетіруге болады; Алдымен, 60 ~ 80 ℃ температурадағы ыстық суда 10 минут жібітіңіз, дәнекерленген қосылыстағы қалдықты щеткамен мұқият тазалап, суық сумен тазалаңыз; Содан кейін оны 15% азот қышқылының сулы ерітіндісінде 30 минут жібітіп, соңында суық сумен шайыңыз.