188730. lajstromszámú szabadalom • Eljárás réznek rézhez vagy rozsdamentes acélhoz történő keményforrasztására
1 188 730 2 A találmány tárgya eljárás réznek rézhez vagy rozsdamentes acélhoz történő keményforrasztására, rézből, rozsdamentes acélból vagy más acélötvözetekből készülő hőcserélők és más gépalkatrészek előállítására. Ismeretes, hogy ötvözött acélok egymáshoz vagy más fémekhez történő keményforrasztása általában nehéz feladat, mert a vasnál kevésbé nemes ötvözök, mint a króm, a molibdén, a mangán, a titán, a vanádium stb. olyan körülmények között is nehezen megbontható oxidréteget hoznak létre a felületen, amikor a szénacélok felülete még tiszta marad. Ez az oxidréteg akadályozza a rozsdamentes acélnak a nedvesítését a forrasztóanyaggal, és ezáltal a megfelelő forrasztás kialakulását. Különösen nehéz a helyzet a folyatóanyag nélküli, védőgázas és vákuum forrasztások megvalósítása esetén. Ebben az esetben ugyanis a védőgázban vagy maradék nyomásban lévő oxigén- és/vagy vízgőzszennyezés a forrasztás egész időtartama alatt növeli a felületi oxidréteget, ami a forrasztás meghiúsulását is eredményezheti. Rozsdamentes acélok védőgázas és vákuum forrasztásánál alkalmazott ismert eljárások legnagyobb hiányossága az, hogy a forrasztóanyagot a hőkezelés előtt kel! felvinni az acél felületére és az azon kialakuló tömör és könnyen újraképződő oxidréteg miatt soklépcsős, bonyolult technológiával lehet csak felvinni, és esetenként még gázalakú folyatóanyagot is alkalmazni kell, hogy a keményforrasztás megvalósítható legyen, amint erre több helyen is található utalás N. Lashko és S. Lashko: Brazing and Soldering of Metals (MIR Publishers, Moscow) c. munkájában. Ugyancsak a forrasztóanyagnak a hőkezelés előtti felvitelét írja elő a felület megvédése céljából a 77 76,254 és a 79 85,158 lajstromszámú japán szabadalmi leírásban és a 28 08,106 sz. NSZK nyilvánosságrahozatali iratban ismertetett eljárás. Meg kell azonban jegyezni, hogy az NSZK nyilvánosságrahozatali iratban ismertetett diffúziós forrasztás a forrasztások egy olyan speciális esete, amely sok tekintetben közelebb ál! a hegesztéshez, mint a forrasztáshoz, mert az összeforrasztandó felületek között a kötést létrehozó fémréteg összetétele azonos vagy közel azonos, mint az alapfém összetétele. A forrasztáshoz felhasznált diffúziós forraszanyagok tulajdonképpen diffúziós hegesztést megkönnyítő segédanyagok. Maga az eljárás körülményes és hosszadalmas, fémtömegcikkek előállítására alkalmatlan. A réznek sem a rézhez, sem pedig más fémekhez történő keményforrasztása általában nem jár különösebb technikai nehézségekkel, csupán a kívánt célra alkalmas forrasztóanyagot és eljárást kel! kiválasztani. A forrasztóanyag olvadáspontjának alacsonyabbnak kell lennie, mint a réz olvadáspontja, és a forrasztás hőmérsékletén nem szabad a réz alapfém erózióját okoznia. A fenti alapelveken nyugvó eljárások hiányossága, hogy esetenként a forrasztóanyagnak a forrasztandó felület közelében való elhelyezése bonyolult, sok műveletből álló technológiát eredményez, amire példaként az egyébként korszerűnek tekinthető 1 558 264 lajstromszámú angol szabadalmi leírás szerinti eljárás szolgálhat. Hőkezelés közben a forrasztás hőmérsékletén az arany megolvadása nélkül a forrasztandó rézfelületen képződő aranyban dús arany —rézeutektikumnak forrasztóanyagként való felhasználásán alapszik az igen korszerűnek tekinthető 26 28 345 lajstromszámú NSZK nyilvánosságrahozatali iratban leírt eljárás, amelynek a legfőbb hiányossága az, hogy az eljárás csak színarany forrasztóanyag alkalmazása esetén használható, és ez széleskörű felhasználását nem teszi lehetővé. Találmányunkkal az a célunk, hogy rozsdamentes acélból és/vagy rézből védőgázas vagy vákuumforrasztással előállítandó fémipari tömegcikkek előállítására alkalmas és olyan egyszerű eljárást dolgozzunk ki, amely kiküszöböli az előzőekben ismertetett eljárások hiányosságait. A találmány alapja az a felismerés, hogy megfelelően tiszta védőgázban vagy elég kis nyomáson cs elég hosszú ideig végzett hőkezelés mellett a rozsdamentes acélok többsége a felület előzetes védelme nélkül is keményforraszlható, ha van a forraszanyagnak a rozsdamentes acél felületén olyan jól adszorbeáiódó komponense, ami a hőkezelés körülményei között képes leszorítani a rozsdamentes acélok felületén képződő oxidokat, és ezáltal előidézni a forrasztandó rozsdamentes acél felületnek a forraszanyaggai való nedvesítését, tehát a forrasztás megvalósulását. A találmány alapja réznek rézhez vagy más fémekhez történő kemény forrasztásánál, továbbá az a felismerés, hogy a réz alapfémből és a rézfelületre a forrasztás előtt felvitt ötvözetképző forraszanyagból, valamint az alapfém erózióját megszüntető alapbevonatból a hőkezelés során a helyszínen kialakuló felületi ötvözet is szolgálhat forraszanyagként, tekintet nélkül arra, hogy az ötvözetképző forraszanyagnak mi az olvadáspontja és milyen eróziót okozna a réz alapfémen. Találmányunk értelmében az előzőekben ismertetett felismerések alapján réznek rézhez vagy rozsdamentes acélhoz való keményforrasztásánál az ismert megoldások hiányosságait úgy küszöböljük ki, hogy a rézfelületre ötvözetképző forrasztóanyagot viszünk fel. Az összeforrasztandó felületeket egymáshoz szorítjuk. A munkadarabot a keményforrasztás bekövetkeztéig tisztított védőgázba vagy 850- 1080 °C hőmérsékletű, legfeljebb 1 Pa nyomású vákuumba helyezzük. A réznek a rozsdamentes acélhoz történő keményforrasztását 10 — 200 percig végezzük. Adott esetben az ötvözetképző forrasztóanyag alá legfeljebb 30 mikron vastagságú nikkel, kobalt, indium és/vagy ezüst alapbevonatot viszünk fel, és ötvözetképző forrasztóanyagként ónt, ónbronzot, indiumot és/vagy mangánt használunk. Mind az ötvözetképző forrasztóanyagot, mind pedig az alapbevonatot célszerű elekttolitoldatból leválasztani I — 30 mikron vastagságban. A találmányt részletesen példák alapján ismertetjük, amelyek a találmány szerinti keményforrasztá-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 50 65
