مشخصات

عنوان: فرآوری فویل های لحیم کاری آمورف پایه نیکل به روش ریخته ریسی

گروه تخصصی:  فنی و مهندسی

سازمان مجری:  پژوهشکده توسعه تکنولوژی 

گروه پژوهشی: متالورژی

پژوهشگران: 
تاریخ خاتمه:  اسفند 1392

کارفرما: 

خروجی طرح: 
 
تلفن: 66043905-021

نشانی سازمان مجری: تهران، خیابان آزادی ضلع شمالی دانشگاه صنعتی شریف خیابان شهید قاسمی، پلاک 79 صندوق پستی: 686-13445
 

چکیده:

یکی از کاربردهای مهم فناوری انجماد سریع، تولید فویل های لحیم آمورف در یک مرحله و بطور مستقیم از مذاب از آلیاژهای ترد و شکننده است. در سالهای گذشته این آلیاژها تنها به شکل پودر تهیه شده و امکان تولید اشکال پیوسته و طویل نظیر فویل و سیم از آنها وجود نداشته است. از مزایای مهم فویل های لحیم آمورف، می توان به انعطاف پذیری و انحناپذیری بالا، سیلان و ترشوندگی عالی، ضخامت کم، عدم محدودیت در پهنا، محدوده وسیع آلیاژی و لذا بازه گسترده دمای ذوب، عاری بودن از مواد آلی (پلیمری) امکان مکانیزه کردن فرایند لحیم کاری و غیره اشاره کرد.
متداول ترین روش تولید فویل های لحیم آمورف با پهنای زیاد و کیفیت سطحی و ابعادی بالا، فرایند ریخته ریسی است که با بکارگیری آن می توان آلیاژها را به صورت نوار و فویل پیوسته و طویل تولید نمود. فویل های لحیم آمورف و نانوبلوری در صنایعی نظیر هوافضا، انرژی، الکترونیک و غیره کاربرد داشته و جهت لحیم کاری سازه های مشبک و لانه زنبوری هواپیما، پره های کمپرسور موتورهای جت، درزگیرها، باله ها، پره ها و تیغه های موشک ها و پرتابه ها، اجزاء مبدل های حرارتی و قطعات الکتریکی مورد استفاده قرار می گیرد.
در پژوهش حاضر، فویل های لحیم آمورف پایه نیکل با نام های تجاری
BNi2 و MBF-15 به کمک نازل نیترید بور با طول شکاف 20 میلیمتر طراحی و ساخته شده و با استفاده از فرایند ریخته ریسی فرآوری شده و در فاز اجرایی طرح، شرایط بهینه فرایند، جهت تولید فویل هایی با پهنای 20 میلیمتر و ضخامت 30 میکرومتر تعیین و دهها متر فویل با پهناهای 10 و 20 میلیمتر تولید شد.
مشخصات ابعادی، کیفیت سطحی، دمای حد جامد و مایع و نیز ریزساختار هر دو فویل لحیم
BNi2 و MBF-15 تولیدی به کمک میکروسکوپ های استریو، نوری و الکترونی (SEM) و نیز پراش اشعه ایکس (XRD) و آنالیز حرارتی تفاضلی (DTA) مورد بررسی قرار گرفته و مشخصات فیزیکی فویل ها تعیین شد.
در انتهای طرح به منظور بررسی مشخصات عملکردی فویل های تولیدی، ساختار ناحیه اتصال لحیم سوپرآلیاژ پایه نیکل
Inconel 738 با استفاده از فویل های تولیدی BNi2 و MBF-15 بررسی شد و مشخص گردید که اتصال لحیم حاصله کاملا سالم و یکنواخت بوده و از کیفیت بالایی برخوردار است و هیچگونه تخلخل و عدم پیوستگی در ناحیه اتصال مشاهده نشد.



کلیدواژگان:

 
 
Title: Processing of Nickel Base Amorphous Brazing Foils by Planar Flow Casting Method

Abstract:

One of the main applications of rapid solidification technology is production of amorphous brazing foils from brittle alloys in one step and directly from the melt. In the past years, these alloys could only be produced in powder form and cannot be prepared in continuous forms such as foil, wire and etc. The main advantages of amorphous brazing foils are high flexibility, excellent fluidity and wettability, low thickness, no restriction in width, wide range of chemical composition and as a result wide melting range, lack of organic materials, mechanization capability of brazing process and etc.
The most common production route of wide amorphous brazing foils, with high surface and dimensional quality, is planar flow casting process which can be used for production of long and continuous ribbons and foils. The amorphous and nanocrystalline brazing foils are used in various industries such as aerospace, energy, electronic and etc. for brazing of honeycomb structures in aeroplane, compressor vanes of jet turbines, seals, fins, vanes and blades of rockets and projectiles, heat exchanger components, electronic parts and etc.
In this research, Nickel based amorphous brazing foils with trade names of BNi2 and MBF-15 were produced by planar flow casting process using designed and fabricated boron nitride nozzle with a slot length of 20 mm. The optimum process conditions for production of amorphous foils with a width of 20 mm and a thickness of 30 µm were determined and ten meters foils having 10 and 20 mm width were produced.

The dimensions, surface quality, solidus and liquidus temperatures and also the microstructure of both BNi2 and MBF-15 foils were investigated by stereo and optical microscope and scanning electron microscope and X-Ray Diffractometry (XRD) as well as and Deferential Thermal Analysis (DTA), and as a result the physical specifications of the foils were determined. Finally, in order to investigate the performance specifications of the produced foils, the microstructure of joint region of superalloy IN 738 brazed using BNi2 and MBF-15 foils was studied. It was found that the joint is completely sound and homogenous and has high quality without any porosity and discontinuity in the brazed region.



Keyword(s):