Формування та структура шару Al–Si на контактній поверхні алюміній–реактивний флюс системи KF–AlF$_3$–K$_2$SiF$_6$

О. М. Сабадаш, С. В. Максимова

Інститут електрозварювання ім. Є. О. Патона НАН України, вул. Казимира Малевича, 11, 03150 Київ, Україна

Отримано: 02.08.2019; остаточний варіант - 07.05.2020. Завантажити: PDF

При нагріванні реактивного флюсу системи KF–AlF$_3$–K$_2$SiF$_6$ на алюмінієвій підкладці відбуваються два процеси: відновлення силіцію зі складу гексафторсилікату калію; контактно-реактивне топлення силіцію з алюмінієм. У результаті на реакційній поверхні формується шар зі стопу Al–Si, склад якого близький до заевтектичного, що підтверджено результатами мікрорентґеноспектрального аналізу. Мікроструктура закристалізованого металічного шару Al–Si містить зерна твердого розчину на основі Алюмінію і заевтектичну складову з концентрацією Силіцію (% мас.): 17,18 у міжзеренних ділянках, а також окремі дискретні вкраплення пластівчастої фази, що за стехіометричним складом близька до сполуки FeSiAl$_5$. Проведені порівняльні експерименти на графітовій підкладці показали, що вміст Силіцію у залишках флюсу після нагрівання відповідає його вмісту у вихідному складі флюсу.

Ключові слова: реактивний флюс системи KF–AlF$_3$–K$_2$SiF$_6$, контактне топлення, Силіцій, Алюміній, металічний шар Al–Si.

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

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


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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).