Формирование и структура слоя Al–Si на контактной поверхности алюминий–реактивный флюс системы KF–AlF$_3$–K$_2$SiF$_6$

О. М. Сабадаш, С. В. Максимова

Институт электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины, ул. Казимира Малевича, 11, 03150 Киев, Украина

Получена: 02.08.2019; окончательный вариант - 07.05.2020. Скачать: PDF

При нагревании реактивного флюса системы KF–AlF$_3$–K$_2$SiF$_6$ на алюминиевой подложке происходят два процесса: восстановление кремния из состава гексафторсиликата калия, контактно-реактивное плавление кремния с алюминием. В результате на реакционной поверхности формируется слой из сплава Al–Si, состав которого близок к заэвтектическому, что подтверждено результатами микрорентгеноспектрального анализа. Микроструктура закристаллизированного металлического слоя Al–Si содержит зёрна твёрдого раствора на основе алюминия и заэвтектическую составляющую с концентрацией кремния (% масс.): 17,18 в межзеренных участках, а также отдельные дискретные включения пластинчатой фазы, которая по стехиометрическому составу близка к соединению FeSiAl$_5$. Проведенные сравнительные эксперименты на графитовой подложке показали, что содержание кремния в остатках флюса после нагрева соответствует его содержанию в исходном составе флюса.

Ключевые слова: реактивный флюс системы KF–AlF$_3$–K$_2$SiF$_6$, контактное плавление, кремний, алюминий, металлический слой Al–Si.

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v42/i08/1079.html

PACS: 61.20.Qg, 61.25.Mv, 61.66.Fn, 81.15.Lm, 82.45.Mp


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. Г. В. Самсонов, А. Л. Борисова, Т. Г. Жидкова, Т. Н. Зиатокова, Ю. П. Калошина, А. Ф. Киселева, П. С. Кислый, М. С. Ковальченко, Т. Я. Косолапова, Я. С. Малахов, В. Я. Малахов, А. Д. Панасюк, В. И. Славута, Н. И. Ткаченко, Физико-химические свойства окислов (Москва: Металлургия: 1978).
  2. Д. М. Рабкин, В. Г. Игнатьев, И. В. Довбищенко, Дуговая сварка алюминия и его сплавов (Москва: Машиностроение: 1982).
  3. С. В. Лашко, Н. В. Лашко, Пайка металлов (Москва: Машиностроение: 1988).
  4. А. М. Никитинский, Пайка алюминия и его сплавов (Москва: Машиностроение: 1983).
  5. NOCOLOK Flux Brazing Technology. Manual. Solvay Fluorund Derivate GmbH (1997).
  6. F. Gao, H. Zhao, Dusan P. Sekulic, Y. Qian, and L. Walker, Mater. Sci. Eng. A, 337, Iss. 1–2: 228 (2002). Crossref
  7. D. M. Turriffa, S. F. Corbina, and M. Kozdrasb, Acta Mater., 58, No. 4: 1332 (2010). Crossref
  8. F. Gao, D. P. Sekulic, Y. Y. Qian, and J. G. Morris, Mater. Sci. Technol., 20, 577 (2004). Crossref
  9. J. Lacaze, B. Jacques, T. Mazet, and M. Vynnycky, Transactions of the Indian Institute of Metals, 71, No. 11: 2623 (2018). Crossref
  10. M. Vynnycky and B. Jacques, J. Eng. Math., 116, No. 1: 73 (2019). Crossref
  11. J. A. Warren, W. J Boettinger, and A. R. Roosen, Acta Mater,. 46, No. 9: 3247 (1998). Crossref
  12. T. J. Singler, S. Su, L. Yin, and B. T. Murray, J. Mater. Sci., 47: 8261 (2012). Crossref
  13. R. S. Timsit and B. J. Janeway, Weld. J., 73, No. 6: 119 (1994).
  14. T. Born and H.-J. Belt, Solderless Aluminum Brazing: Patent US 6,019,856 A, B23K 35/00 (01.02.2000).
  15. А. В. Полторыбатько, Д. А. Шаклеин, В. E. Задов, Способ подготовки поверхности алюминия и его сплавов для пайки: Патент RU 2 324 578 C2, B23K 1/20, 103/10, С23С 22/34, С23G 1/02, 1/14 (2006.01) (27.11.2007).
  16. O. M. Сабадаш, В. Ф. Хорунов, О. О. Андрійко, Реактивний флюс для паяння алюмінію та його сплавів: Патент UA 103963 C2 B23K 35/363 (2006.01) (10.12.2013).
  17. О. О. Андрійко, Є. В. Панов, Б. В. Яковлев, В. Ф. Хорунов, О. М. Сабадаш, Український хімічний журнал, 63, № 10: 121 (1997).
  18. L. Kolditz, W. Wilde, and U. Bentrup, Zeitschrift für Chemie, 23, No. 7: 246 (1983). Crossref
  19. Ю. Л. Делимарський, О. Г. Голов, Р. И. Чернов, Український хімічний журнал, 35, № 6: 563 (1969).
  20. ТУ 6-09-1650-88 Калий кремнефторид (K2SiF6).
  21. V. F. Khorunov and O. M. Sabadash, Brazing of Aluminium and Aluminium to Steel: in Advances in Brazing (Eds. D. P. Sekulić) (Oxford–Cambridge: WPL: 2013), p. 249. Crossref
  22. ГОСТ 4784-97 Алюминий и алюминиевые сплавы деформированные. Марки.
  23. ТУ 1915-109-081-2004. Графит мелкозернистый плотный. Заготовки и изделия.
  24. Rong Chen, Genhua Wu, and Qiyun Zhang, J. Am. Ceramic Society, 83, No. 12: 3196 (2000). Crossref
  25. М. Е. Позин, Б.А. Копылев, Г. В. Бельниченко, Л. Я. Терещенко, И. И. Орехов, Б. А. Дмитревский, В. В. Зубов, Расчеты по технологии неорганических веществ (Ленинград: Химия: 1977).
  26. Л. Ф. Мондольфо, Структура и свойства алюминиевых сплавов (Москва: Металлургия: 1979).