Keramisches Metallschweißverfahren
Keramiken beim Schweißen von Keramiken und Metallen beziehen sich grundsätzlich auf neue Arten von Keramiken, die künstlich durch verschiedene Metalle, Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff usw. synthetisiert werden. Sie haben die Eigenschaften hoher Festigkeit, hoher Temperaturbeständigkeit, Abriebfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Superhärte, usw. und ist weit verbreitet; häufig verwendete Aluminiumoxid-, Siliziumnitrid-, Zirkonoxidkeramiken usw.
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Schwierigkeiten beim Schweißen von Keramik und Metallen
1. Der lineare Ausdehnungskoeffizient von Keramik ist klein, während der lineare Ausdehnungskoeffizient von Metall relativ groß ist, was zu leichten Rissen führt. Im Allgemeinen sollte die thermische Belastung der Metallzwischenschicht gut gehandhabt werden.
2. Die Keramik selbst hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit und eine schwache Wärmeschockbeständigkeit. Minimieren Sie beim Schweißen den Temperaturgradienten des Schweißteils und der Umgebung und steuern Sie die Abkühlrate nach dem Schweißen.
3. Die meisten Keramiken weisen eine schlechte Leitfähigkeit oder sogar eine Nichtleitfähigkeit auf, was das elektrische Schweißen schwierig macht. Zu diesem Zweck sind spezielle Prozessmaßnahmen erforderlich.
4. Aufgrund der stabilen elektronischen Koordination von Keramikmaterialien ist die Verbindung zwischen Metall und Keramik unwahrscheinlich. Keramik muss metallisiert oder mit aktivem Lot hartgelötet werden.
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5. Da keramische Materialien meist kovalente Kristalle sind, verformen sie sich nicht leicht und es treten häufig Sprödbrüche auf. Gegenwärtig wird die Zwischenschicht hauptsächlich zur Verringerung der Schweißtemperatur verwendet, und das indirekte Diffusionsverfahren wird zum Schweißen verwendet.
6. Das strukturelle Design des Keramik- und Metallschweißens unterscheidet sich vom normalen Schweißen. Es ist normalerweise in flache Dichtungsstruktur, Hülsenstruktur, Stiftdichtungsstruktur und doppelte Dichtungsstruktur unterteilt. Die Ärmelstruktur hat den besten Effekt. Die Produktionsanforderungen dieser Fugenstrukturen sind alle sehr hoch.
Der allgemeine Prozess des Keramik- und Metallschweißens
1. Reinigung: Die Oberfläche von Metall und Hartlot muss gereinigt werden. Keramik wird normalerweise mit Reinigungsmittel und Ultraschall gereinigt.
2. Paste: Die meisten Pasten bestehen aus reinen Metallpulvern und geeigneten Metalloxidpulvern. Die Partikelgröße liegt meist zwischen 1 und 5 um. Die Pasten werden mit organischen Bindemitteln hergestellt, um eine bestimmte Viskosität zu haben. Verwenden Sie dann ein Malwerkzeug, um die Paste gleichmäßig auf der zu metallisierenden Keramikoberfläche zu verteilen, und die Dicke der Beschichtung beträgt im Allgemeinen 30-60 um.
3. Metallisierung: Die mit Paste beschichteten pseudokeramischen Teile in einen Wasserstoffofen geben und 1 Stunde bei einer Temperatur von 1300 bis 1500 ° C aufbewahren.
4. Vernickeln: Zur besseren Benetzung des Lötmittels wird eine Nickelschicht mit einer Dicke von ca. 5 um auf die Metallisierungsschicht aufgetragen. Wenn die Löttemperatur unter 1000 ° C liegt, muss die Galvanikschicht in einem Wasserstoffofen bei 1000 ° C für 15 bis 20 Minuten vorgesintert werden.
5. Montage: Bauen Sie die bearbeiteten Metallteile und Keramikteile mit Edelstahl-, Graphit- und Keramikformen zu einem Ganzen zusammen und installieren Sie Lötteile an den Verbindungsstellen. Die zu schweißenden Teile sollten während des gesamten Vorgangs sauber gehalten werden und dürfen nicht mit bloßen Händen berührt werden.
6. Hartlöten: Das Hartlöten erfolgt in einem Ofen mit Argongas oder einem Ofen mit Wasserstoffgas oder einem Vakuumofen. Die Auswahl der Temperatur und der Heizrate sollte gemäß den Eigenschaften des verwendeten Lots bestimmt werden, und es sollte besonders darauf geachtet werden, dass die Abkühlrate nicht zu schnell ist, um zu verhindern, dass die Keramikteile aufgrund von Temperaturbeanspruchungen reißen.
7. Inspektion nach dem Schweißen: Beobachten Sie nach dem Schweißen von Keramik und Metall zunächst die Qualifikation mit bloßem Auge und führen Sie dann die erforderlichen Inspektionen gemäß den Anforderungen der technischen Dokumente durch.