Диффузионная сварка стали с оловянной бронзой через пористые прослойки никеля и меди

Abstract

Узлы трения с биметаллической структурой на основе стали и бронзы широко используются во многих механических системах. Соединения стали и бронзы получают методом диффузионной сварки при температурах 750…850 ⁰С. Образование дефектов в зоне соединения в ряде случаев связывают с высокой температурой сварки. На примере получения неразъемных соединений стали (20ХЗМВФ) и бронзы (БрОСН 10-2-3) в работе рассмотрена возможность снижения температуры диффузионной сварки путем применения промежуточных прослоек. В качестве промежуточных прослоек использованы пористые фольги никеля и меди, полученные вакуумным осаждением. Показано, что применение таких промежуточных пористых прослоек позволяет снизить температуру сварки до 660…700 ⁰С. Снижение температуры сварки предотвращает рост ликвационных образований олова и свинца в области зоны соединения, что снижает вероятность образования дефектов. Полученные таким образом соединения стабильны при кратковременном нагреве до температур 800…850 ⁰С, что позволяет в последующем проводить термическую обработку стали в составе композиционного материала для повышения ее прочностных свойств.

Friction assemblies based on steel and bronze are widely applied in many mechanical systems. Steel and bronze joints are produced by diffusion welding at temperatures of 750-850 °C. Defect formation in the joint zone in a number of cases is associated with high welding temperature. The paper deals with the possibility of lowering diffusion welding temperature by interlayer application in the case of making permanent joints of steel (20Kh3MVF) and bronze (BrOSN 10-2-3). Porous nickel and copper foils, produced by vacuum deposition, were used as interlayers. It is shown that application of such porous interlayers allows welding temperature to be lowered to 660-700 °C. Lowering of welding temperature prevents growth of liquation precipitates of tin and lead in the joint zone, that lowers the probability of defect formation. The thus produced joints are stable at short-time heating to 800-850 °C, that allows later on performing heat treatment of steel as part of composite material to increase its strength properties.