Նյութի ատոմները մշտական շարժման մեջ են, այդ իսկ պատճառով հեղուկներն ու գազերը կարող են խառնվել: Պինդ մարմիններն ունեն նաև շարժական տարրական մասնիկներ, բայց նրանք ունեն ավելի կոշտ բյուրեղային ցանց։ Եվ այնուամենայնիվ, եթե երկու պինդ մարմինները մոտեցվեն ատոմային ուժերի փոխազդեցության հեռավորությանը, ապա շփման կետում մի նյութի մասնիկները կթափանցեն մյուսի մեջ և հակառակը։ Նյութերի նման փոխադարձ ներթափանցումը կոչվում էր դիֆուզիոն, իսկ էֆեկտը հիմք էր հանդիսանում մետաղների միացման մեթոդներից մեկի համար։ Այդպես է կոչվում՝ մետաղների դիֆուզիոն եռակցում։
Ինչ կարելի է միացնել դիֆուզիոն եռակցման միջոցով
Վակումում դիֆուզիոն եռակցումը հսկայական տեխնոլոգիական հնարավորություններ ունի։ Դրանով դուք կարող եք միանալ՝
- Մետաղներ միատարր և անհամասեռ կառուցվածքով, ինչպես նաև դրանց համաձուլվածքներ. Հրակայուն մետաղական նյութեր, ինչպիսիք են տանտալը, նիոբիումը և վոլֆրամը:
- Ոչ մետաղական նյութեր մետաղներով՝ գրաֆիտ պողպատով, պղինձ՝ ապակիով։
- Շինարարական նյութեր՝ հիմնված մետաղի, կերամիկայի, քվարցի, ֆերիտների, ապակու, կիսահաղորդչային կառուցվածքների (միատարր և անհամասեռ), գրաֆիտի և շափյուղայի վրա։
- Կոմպոզիտային նյութեր՝ ծակոտկեն իրենց հատկությունների և հյուսվածքի պահպանմամբ։
- Պոլիմերային նյութեր.
Բլանկերի կազմաձևման և չափի հետ կապված, դրանք կարող են տարբեր լինել: Կախված աշխատանքային խցիկի չափերից՝ հնարավոր է աշխատել մի քանի միկրոնից (կիսահաղորդիչ տարրեր) մինչև մի քանի մետր մասերի հետ (բարդ շերտավոր կառուցվածքներ):
Ինչպես է աշխատում դիֆուզիոն գործարանը
Դիֆուզիոն եռակցման համալիրը ներառում է հետևյալ հիմնական տարրերը՝
- Աշխատանքային պալատ. Այն պատրաստված է մետաղից և նախատեսված է սահմանափակելու աշխատանքային միջավայրը, որտեղ ստեղծվում է վակուումը։
- Կանգ - փայլեցված տակդիր։ Աշխատանքային խցիկը հենվում է դրա վրա, որի երկայնքով այն կարող է շարժվել։
- Վակուումային հերմետիկ. Խցիկի և տակդիրի միջև հեռավորություն է:
- Գլանային մեխանիզմ և սեղմող պտուտակ: Նրանց օգնությամբ տեսախցիկը տեղափոխվում է ռելսերի երկայնքով և ամրացվում տակդիրի վրա։
- Վակուումային պոմպ. Ստեղծում է վակուում աշխատանքային տարածքում։
- Գեներատոր ինդուկտորով։ Նրանք գործում են որպես ջեռուցման համակարգ եռակցվող մասերի համար։
- Ջերմակայուն դակիչները, հիդրավլիկ բալոնները և նավթի պոմպը ներկայացնում են տվյալ ճնշման տակ մասերը սեղմելու մեխանիզմ:
Կախված փոփոխությունից, դիֆուզիոն եռակցման տեղադրումները կարող են տարբերվել խցիկների ձևով և մեթոդովդրանց կնքումը. Տարբեր են նաև մասերի տաքացման եղանակները։ Կարող են օգտագործվել ճառագայթման ջեռուցիչներ, բարձր հոսանքի գեներատորներ, փայլի լիցքաթափման միավորներ, էլեկտրոնային ճառագայթով ջեռուցիչներ։
Եռակցման ժամանակ դիֆուզիոն պրոցեսներ
Եթե վերցնեք փայլեցված մետաղական թիթեղները, միացնեք դրանք և դրեք ծանրաբեռնվածության տակ, ապա մի քանի տասնամյակ հետո մետաղների փոխադարձ ներթափանցման ազդեցությունը նկատելի կլինի։ Ընդ որում, ներթափանցման խորությունը կլինի մեկ միլիմետրի սահմաններում։ Բանն այն է, որ դիֆուզիոն արագությունը կախված է միացված նյութերի ջերմաստիճանից, նյութերի տարրական մասնիկների միջև հեռավորությունից, ինչպես նաև շփվող մակերեսների վիճակից (աղտոտման և օքսիդացման բացակայություն): Այդ իսկ պատճառով նրա բնական ընթացքն այդքան դանդաղ է ընթանում։
Արդյունաբերության մեջ միացություն արագ ստանալու համար արագացնում են դիֆուզիոն գործընթացը՝ հաշվի առնելով այս բոլոր պայմանները։ Աշխատանքային պալատում:
- Ստեղծեք վակուում մնացորդային ճնշման մակարդակով մինչև 10-5 մմ Hg կամ լցրեք միջավայրը իներտ գազով: Այսպիսով, մասերը չեն ենթարկվում թթվածնի ազդեցությանը, որը ցանկացած մետաղի համար օքսիդացնող նյութ է։
- Նյութերը տաքացվում են մշակվող կտորների հալման ջերմաստիճանի 50-70% ջերմաստիճանում։ Սա արվում է մասերի պլաստիկությունը մեծացնելու համար՝ կապված դրանց տարրական մասնիկների ավելի շարժուն վիճակի հետ:
- Բլանկները ենթարկվում են մեխանիկական ճնշման 0,30-10,00 կգ/մմ միջակայքում2՝ մոտեցնելով միջատոմային հեռավորությունները այն չափերին, որոնք թույլ են տալիս հաստատել ընդհանուր կապեր ևփոխադարձաբար թափանցել մոտակա շերտերը։
Նյութերի պատրաստման պահանջներ
Նախքան եռակցվող տարրերի բլանկները դիֆուզիոն միավորի մեջ դնելը, դրանք ենթարկվում են նախնական մշակման: Բլանկների հպվող մասերի մշակման հիմնական նպատակն է ավելի հարթ, հարթ և միատարր մակերեսներ ստանալը, ինչպես նաև հոդերի տարածքից անտեսանելի յուղոտ գոյացությունները և կեղտը հեռացնելը: Աշխատանքային մասերի մշակումը տեղի է ունենում՝
- քիմիական;
- մեխանիկական;
- էլեկտրոլիտիկ.
Օքսիդային թաղանթները, որպես կանոն, չեն ազդում դիֆուզիոն գործընթացի վրա, քանի որ դրանք ինքնաոչնչանում են վակուումային միջավայրում տաքացման ժամանակ։
Երբ դիֆուզիոն եռակցումը բավականաչափ արդյունավետ չէ այն նյութերի միջև, որոնք ունեն ջերմային ընդարձակման անհավասար գործակից, կամ առաջանում է փխրուն կար, օգտագործվում են այսպես կոչված բուֆերային բարձիկներ: Նրանք կարող են ծառայել որպես տարբեր մետաղների փայլաթիթեղ: Այսպիսով, պղնձե փայլաթիթեղը օգտագործվում է քվարցային բլանկների դիֆուզիոն եռակցման ժամանակ:
Ստացված միացությունների բնութագրերը
Ի տարբերություն ձուլման եռակցման ավանդական մեթոդների, երբ կարի մեջ հիմնական մետաղին ավելացվում է լրացուցիչ մետաղ, դիֆուզիոն եռակցումը հնարավորություն է տալիս ստանալ միատեսակ կար՝ առանց հոդերի ֆիզիկական և մեխանիկական կազմի մեծ փոփոխությունների: Ավարտված հոդը ունի հետևյալ բնութագրերը.
- առանց ծակոտիների և պատյանների գոյացությունների շարունակական կարի առկայություն;
- միացության մեջ օքսիդներ չկան;
- մեխանիկական կայունությունհատկություններ։
Պայմանավորված է նրանով, որ դիֆուզիան մի նյութից մյուսը ներթափանցելու բնական գործընթաց է, նյութերի բյուրեղային ցանցը շփման գոտում չի խախտվում, հետևաբար չկա կարի փխրունություն:
Տիտանի մասերի միացում
Տիտանի և նրա համաձուլվածքների դիֆուզիոն եռակցումը բնութագրվում է բարձր տնտեսական արդյունավետությամբ բարձրորակ հոդերի ստացմամբ։ Այն լայնորեն կիրառվում է բժշկության մեջ՝ պրոթեզի մասերի արտադրության համար, ինչպես նաև այլ ոլորտներում։
Մասերը տաքացվում են մինչև 50º - 100º ցածր ջերմաստիճան, քան այն ջերմաստիճանը, որում տեղի է ունենում պոլիմորֆ փոխակերպումը: Միևնույն ժամանակ, նյութերի վրա գործադրվում է 0,05–0,15 կգ/մմ2 թեթև ճնշում։
Տիտանի համաձուլվածքի քիմիական բաղադրությունը չի ազդում եռակցման այս եղանակով տարրերի միացման ուժի վրա։
Մեթոդի առավելությունները
Երբ հնարավոր է դիֆուզիոն եռակցում.
- միավորել միատարր և տարասեռ պինդ մարմինները;
- խուսափել մասերի դեֆորմացիայից;
- մի օգտագործեք սպառվող նյութեր զոդման և հոսքի տեսքով;
- ստացեք ոչ թափոնների արտադրություն;
- մի օգտագործեք մատակարարման և արտանետվող օդափոխության բարդ համակարգեր, քանի որ այդ ընթացքում վնասակար գոլորշիներ չեն առաջանում;
- ստացեք կոնտակտային միացման գոտու ցանկացած տարածք՝ սահմանափակված միայն սարքավորումների հնարավորությամբ;
- ապահովեք հուսալի էլեկտրական կապ։
Սրան ավելացվել է պատրաստի մասի հիանալի էսթետիկ տեսքը,որը չի պահանջում լրացուցիչ մշակման գործողությունների կիրառում, ինչպիսին է, օրինակ, եռակցման մասշտաբի հեռացումը։
Տեխնոլոգիաների թերություններ
Դիֆուզիոն եռակցումը բարդ տեխնոլոգիական գործընթաց է, որի հիմնական թերությունները ներառում են՝
- անհրաժեշտ է օգտագործել հատուկ թանկարժեք սարքավորումներ;
- պահանջ արտադրական տարածքի համար, տեղադրումն ունի զգալի չափեր;
- պահանջ՝ ունենալ մասնագիտացված գիտելիքներ, հմտություններ և աշխատանքային գործընթացի իմացություն;
- ժամանակ ծախսված աշխատանքային մասերի մանրակրկիտ նախնական մշակման վրա;
- պահեք վակուումային սարքը հնարավորինս մաքուր, այլապես անտեսանելի փոշին կարող է նստել եռակցված մասերի վրա և հանգեցնել հոդերի թերությունների;
- կարի որակը ստուգելու դժվարություն՝ առանց այն քանդելու:
Հաշվի առնելով այս ամենը, ինչպես նաև վակուումային կայանքների կիրառման առանձնահատկությունները, դիֆուզիոն եռակցումը պահանջված է միայն ձեռնարկությունների պայմաններում, այլ ոչ թե մասնավոր օգտագործման։
Արդյունաբերական դիֆուզիոն եռակցման սարքավորում
Գոյություն ունեն մի քանի տեսակի արդյունաբերական սարքավորումներ, որոնք նախատեսված են դիֆուզիոն եռակցման համար: Դրանք հիմնականում տարբերվում են միմյանցից եռակցվող նյութերի առանձնահատկություններով և մասերի ջեռուցման համար տարբեր համակարգերի կիրառմամբ։
Տեղադրման տեսակը MDVS-ը նախատեսված է ճկուն պղնձե լիսեռների, պղնձից և կերիտից պատրաստված բարձրավոլտ անջատիչների կոնտակտային խմբերի, չժանգոտվող պողպատից և կարծր մետաղների համաձուլվածքներից հորատանցքային պոմպերի գազի բարձրացնող փականների արտադրության համար:Համակարգը կիրառում է էլեկտրական կոնտակտային ջեռուցման էֆեկտը։
Եռակցման համալիր տիպի UDVM-201. Կատարում է միացում տարբեր կարգի ապակուց նյութերի դիֆուզիոն եռակցման միջոցով: Աշխատանքային մակերեսի տաքացումն իրականացվում է ճառագայթային ճառագայթման մեթոդով։
Եռակցման սարքավորումներ USDV-630. Տիտանի և պղնձի հիման վրա կոմպոզիտային նյութերի եռակցման ինդուկցիոն ջեռուցման տեղադրում: Նման համակարգերը թույլ են տալիս տաքացնել մեծ մասեր։
MDVS-302 մեքենա դիֆուզիոն եռակցման համար, օգտագործելով մասերի բարձր հաճախականության տաքացում: Այն բնութագրվում է տրանզիստորի սխեմայի վրա փոքր չափի գեներատորի առկայությամբ:
