Методы крепления керамических режущих пластин

04-04-2024

+++условие проведения пайки+++

---является хорошая смачиваемость жидким припоем соединяемых поверхностей---

Основным условием проведения пайки является хорошая смачиваемость жидким припоем соединяемых поверхностей. Известно, что большинство металлов смачивают такие металлоподобные соединения, как карбиды, бориды, нитриды, однако недостаточно и значительно хуже, чем металлы. Такие металлы, как Си, Sn, Bi, Ag, In, Pb, Ge, Zn, составляющие основу известных низко- и среднетемпературных припоев, смачивают эти материалы хуже, чем металлы группы железа, являющиеся основой высокотемпературных припоев. Учитывая, что нитрид кремния обладает низким КТР, применение высокотемпературных припоев нежелательно, Следовательно, для получения работоспособного паяного соединения необходимо ориентироваться на первую группу металлов, вводя добавки, улучшающие смачивающую способность припоев, а также понижающие температуру пайки.

Были исследованы сплавы системы медь — титан. Эксперимент проводили при 1150 °С. Чистая медь практически не смачивает нитрид кремния, добавки титана в количестве 8 % (атомная доля), позволяют резко уменьшить краевой угол смачивания (0 = 40°). Добавка атомной доли титана до 12 % снижает угол смачивания до 20° и обеспечивает хорошее растекание сплава по поверхности образца. Дальнейшее увеличение концентрации титана в меди не приводит к заметному уменьшению угла смачивания нитрида кремния. Этот состав сплава хорошо смачивает и сталь. Однако получить прочное соединение нитрид кремния — сталь с помощью припоя на основе сплава Си — Ti не представляется возможным, так как после остывания припоя пластина скалывается в месте контакта с припоем, что вызвано большими напряжениями сжатия, возникающими из-за большой разницы в КТР между припоем и нитридной керамикой. К тому же припои на медно-титановой основе не обладают пластичностью. Добавки в систему Си — Ti олова снижают температуру пайки, улучшают смачиваемость керамики, однако не снижают уровня напряжений. Добавки никеля в систему увеличивают пластичность припоя, однако этого недостаточно, чтобы получить сколько-нибудь надежное паяное соединение.