WO2021262039A1 - Паяльная лента - Google Patents
Паяльная лента Download PDFInfo
- Publication number
- WO2021262039A1 WO2021262039A1 PCT/RU2021/050168 RU2021050168W WO2021262039A1 WO 2021262039 A1 WO2021262039 A1 WO 2021262039A1 RU 2021050168 W RU2021050168 W RU 2021050168W WO 2021262039 A1 WO2021262039 A1 WO 2021262039A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- tape
- width
- strip
- concentration
- solid
- Prior art date
Links
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 27
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 23
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 claims description 12
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims description 11
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 10
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 claims description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 abstract description 18
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 abstract description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 abstract 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 abstract 1
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 10
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 description 10
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 description 10
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 description 10
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 9
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 229910000570 Cupronickel Inorganic materials 0.000 description 5
- YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N copper nickel Chemical compound [Ni].[Cu] YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N copper zinc Chemical compound [Cu].[Zn] TVZPLCNGKSPOJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N disodium;3,7-dioxido-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3,5,7-tetraborabicyclo[3.3.1]nonane Chemical compound [Na+].[Na+].O1B([O-])OB2OB([O-])OB1O2 UQGFMSUEHSUPRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052982 molybdenum disulfide Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 5
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 5
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 5
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 4
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 3
- UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N tungsten carbide Chemical compound [W+]#[C-] UONOETXJSWQNOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 2
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 description 2
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 2
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018487 Ni—Cr Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- UFGZSIPAQKLCGR-UHFFFAOYSA-N chromium carbide Chemical compound [Cr]#C[Cr]C#[Cr] UFGZSIPAQKLCGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002173 cutting fluid Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003470 tongbaite Inorganic materials 0.000 description 1
- MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N trimethyl(1,1,2,2,2-pentafluoroethyl)silane Chemical compound C[Si](C)(C)C(F)(F)C(F)(F)F MTPVUVINMAGMJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
- B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
Definitions
- the invention relates to soldering and can be used to obtain soldered (using various heating methods) coatings with the required physical and mechanical properties that increase the consumer characteristics of parts in various industries, including for hardening and restoration of surfaces, giving them the necessary functional properties : strength, friction, thermal conductivity, etc.
- soldering mixture for application on parts subject to intense wear (RU2177392C2), containing flux, organic binder, high-temperature powder solder and hard alloy chips, characterized in that the hard alloy chips have a grain size of 300-1200 microns with the following components May. %: Flux - 6-8; organic binder - 3-12; hard alloy chips - 40-50; powder high-temperature solder - the rest.
- solder tapes The appearance of solder tapes is primarily due to the need to eliminate the above disadvantages.
- the tape can have an adhesive coating of the following composition, wt%: acrylic resin polymer 25-35 dibutyl phthalate 25-35 organic solvent 30-50
- This tape is intended mainly for soldering various parts to substrates (bases) and is not suitable for obtaining coatings with certain physical and mechanical properties.
- a tape with one-sided adhesion (RU2548338C2) was chosen, which is the closest in terms of the problem being solved to the proposed invention, in particular: the application of powder materials on the surface of the article to be hardened.
- This tape for hardening parts by induction surfacing with one-sided adhesion is made of a hollow form of a moisture-tight sealed non-metallic material, inside which there is a shaping grid made of synthetic material and a uniform layer of powder surfacing charge.
- the known prototype tape makes it possible to apply a hardening coating to the part, but is not intended to obtain coatings with different physical and mechanical properties, and not necessarily exclusively hardening.
- the objective of the invention was to eliminate the above disadvantages of analogs and prototypes by creating a solution that provides the surfaces of products with the necessary functional properties, including different for individual sections (parts) of the surface of the product.
- a soldering tape with one-sided adhesion containing at least an adhesive layer, a supporting and (or) binder synthetic material, consisting, for example, of low molecular weight polymer materials with good adhesion properties, and a powder surfacing charge, in which, according to the proposal , along its width, the powdered surfacing charge contains at least two deposited materials with different physical and mechanical properties, each located in longitudinal stripes with a constant concentration, or contains at least one gradient change in the concentration of at least one deposited material within the width of at least one strip.
- the set of essential features of a soldering tape listed above makes it possible to obtain all kinds of coatings with areas that differ in the concentration of the deposited material, or areas containing different deposited materials with different physical and mechanical properties, or coatings in which the balance of two or more deposited materials changes with corresponding smooth change in physical and mechanical properties.
- the solution allows the necessary distribution (dosage) of the components of the mixture and retains them, maintaining the specified distribution until the moment of surfacing, which provides the necessary functionality in each area of the coating surface.
- the powdery surfacing charge is placed on the strip in the form of three longitudinal strips, while the central strip contains the solid weld material, and the outer strips contain the solid lubricant weld material;
- the powdery surfacing charge is placed on the strip in the form of two strips, each of which contains solid and solid-lubricated surfacing materials, the concentration of which in the total mass of the deposited materials varies along the strip width in accordance with the following principle: the concentration of solid material grows from the edge of the strip to its center from 0% to maximum, and the concentration of solid lubricant decreases from maximum to 0%; - powdered surfacing charge is placed on the strip in the form of three longitudinal strips, each of which contains solid and solid-lubricating materials to be deposited, while the ratio of the concentrations of the deposited materials in each strip changes according to the following principle: the predominance of solid material in the first strip, close to equilibrium in the middle strip , the predominance of solid lubricants in the third lane;
- the powdery surfacing mixture contains hard and solid lubricating materials, while the concentration of solid material increases from one edge of the strip to the other from 0% to maximum, and the concentration of solid lubricant, accordingly, decreases from maximum to 0%.
- one of the components for example, a reinforcing material with high hardness
- one of the components can be formed directly from the solder during the melting process.
- a reinforcing material with high hardness can be formed directly from the solder during the melting process.
- PR- ⁇ 15 ⁇ 2, ⁇ - ⁇ 16 ⁇ or ⁇ - ⁇ 17 ⁇ 4 http://www.polema.net/nikelevye- samofljusujushhiesja-splavy-dlja-pokrytij.html] containing 0.47-1 % carbon, 15-17% chromium and 2-3.6% boron are formed, in an amount of 5-10 mass%, chromium carbide and carboboride, which in themselves have strengthening properties.
- the concentration gradient in the transverse direction can be only one additional component (for example, solid lubricating).
- FIG. 1 schematically shows the application of a powder surfacing charge in several (three) strips on a tape intended for processing a spatial surface, in particular, the ridge 5 of the turbine blade shroud, which is, as a rule, a ring with a diameter of 300-800 mm and a width of 5-10 mm and interacting with honeycomb seal.
- FIG. 2 schematically shows the application of the tape shown in FIG. 1 on the ridge 5 of the turbine shroud.
- FIG. 3 schematically shows the application of a powdered surfacing charge on a strip, also intended for processing the flange of a turbine rim. blades, but in two strips with a gradient change in the concentration of two deposited materials along the width of each strip.
- FIG. 4 schematically shows the application of the tape shown in FIG. 3 on the flange of the turbine shroud.
- FIG. 5 schematically shows the application of a powdered surfacing charge in three strips on a tape intended for processing a flat or smoothly curved working surface, in particular the working surface 6 of the drill string stabilizer (see, for example: https://www.etwintemational.ru/3-2- oil-drilling-tools-52870.html).
- FIG. 6 schematically shows the application of a powdered surfacing mixture to a strip in one strip, with a gradient change in the concentration of two materials to be deposited along the width of the strip, also intended for processing the working surface 6 of the drill string stabilizer.
- Example 1 To give the surface the required properties, a soldering tape 20-30 mm wide and 1.5-2 mm thick is used.
- the composition of the powdered surfacing charge and the organic binder tape 4 varies in width (Fig. 1):
- First 35-40% of width (band 1): May 8-15. % organic binder, for example, polyacrylate or polyvinyl acetate, 50-60 May. % solid lubricating material, for example, molybdenum disulfide with a particle size of 5-7 microns, high-temperature flux, for example, sodium tetraborate (borax) in an amount of 6-8 May. %, the rest is high-temperature solder, for example, copper-zinc or copper-nickel.
- organic binder for example, polyacrylate or polyvinyl acetate
- 50-60 May. % solid lubricating material for example, molybdenum disulfide with a particle size of 5-7 microns
- high-temperature flux for example, sodium tetraborate (borax) in an amount of 6-8 May. %
- the rest is high-temperature solder, for example, copper-zinc or copper-nickel.
- band 2 May 8-15. % organic binder, for example, polyacrylate or polyvinyl acetate, 50-60 May. % of solid material, for example, tungsten carbide with a particle size of 75-150 microns, high-temperature flux, for example, sodium tetraborate (borax) in an amount of 6-8 May. %, the rest is high-temperature solder, for example, copper-zinc or copper-nickel.
- organic binder for example, polyacrylate or polyvinyl acetate
- solid material for example, tungsten carbide with a particle size of 75-150 microns
- high-temperature flux for example, sodium tetraborate (borax) in an amount of 6-8 May. %
- the rest is high-temperature solder, for example, copper-zinc or copper-nickel.
- the composition is similar to that of lane 1.
- a protective layer (not shown) is removed from the tape 4, the tape is glued to the ridge so that the center of the tape 4 coincides with the blade of the rim (Figs. 2, 4).
- the part is placed in a muffle or induction furnace and, under low pressure, or in an argon atmosphere, is heated to the melting point of the solder (usually 1000 - 1050 ° C) for 4-6 minutes.
- Example 2 a gradient change in the concentration of the strengthening and lubricating components in the powder surfacing charge is realized (Fig. 3).
- tape 4 with a width of 20 mm.
- the arrows in FIG. 3 indicate the direction of increase in the concentration of the strengthening component.
- the gluing of tape 4 on the surface to be treated and the actual soldering are carried out in the same way as in example 1.
- molybdenum disulfide decomposes at a temperature of 1100 ° C, but in the presence of oxygen it oxidizes at 500 ° C, therefore, when using high-temperature solders, surfacing should be carried out in an oxygen-free environment.
- the deposited materials can be titanium carbide, titanium carbonitride as a solid material, molybdenum disulfide as a solid lubricant, cubic boron nitride as a solid material, hexagonal boron nitride as a solid lubricant.
- Example 3 working surface 6 of the drill string stabilizer
- a soldering tape 4 with a width of 10-20 mm and a thickness of 1.5-2 mm is used.
- the composition of tape 4 varies in width (Fig. 5): 1.
- organic binder for example, polyacrylate or polyvinyl acetate, 50-60 May. % of solid material, for example, cubic boron nitride with a particle size of 5-10 microns
- high-temperature flux for example, sodium tetraborate (borax) in an amount of 6-8 May. %
- the rest is high-temperature solder, for example, copper-zinc or copper-nickel.
- band 2 May 8-15. % organic binder, for example, polyacrylate or polyvinyl acetate, 25-30 May. % of solid material, for example cubic boron nitride with a particle size of 5-10 microns, 25-30 May. % of a solid lubricant, for example, hexagonal boron nitride with a particle size of 5-10 microns), a high-temperature flux, for example, sodium tetraborate (borax) in an amount of 6-8 May. %, the rest is high-temperature solder, for example, copper-zinc or copper-nickel.
- organic binder for example, polyacrylate or polyvinyl acetate
- solid material for example cubic boron nitride with a particle size of 5-10 microns
- a solid lubricant for example, hexagonal boron nitride with a particle size of 5-10 microns
- a high-temperature flux for example, sodium tetraborate
- band 3 Remaining 35-40% of width (band 3): May 8-15. % organic binder, for example, polyacrylate or polyvinyl acetate, 50-60 May. % of a solid lubricant, for example, hexagonal boron nitride with a particle size of 5-10 microns), a high-temperature flux, for example, sodium tetraborate (borax) in an amount of 6-8 May. %, the rest is high-temperature solder, for example, copper-zinc or copper-nickel.
- organic binder for example, polyacrylate or polyvinyl acetate
- a solid lubricant for example, hexagonal boron nitride with a particle size of 5-10 microns
- a high-temperature flux for example, sodium tetraborate (borax) in an amount of 6-8 May. %
- the rest is high-temperature solder, for example, copper-zinc or copper-nickel.
- ammonium nitrate with a content of up to 10 May can be introduced into lanes 2 and 3. %, giving pore formation in the coating and the effect of nitriding the surface.
- Example 4 working surface 6 of the drill string stabilizer
- a gradient change in the concentration of the strengthening and lubricating materials is realized.
- a tape with a width of 10 mm For example, a tape with a width of 10 mm.
- the change in the concentration of a solid material, for example, cubic boron nitride, from one edge of tape 4 to the other is determined by the formula
- C2 50% * (10-X) / 10, where Cl is the concentration of cubic boron nitride, May. %, C2 - concentration of hexagonal boron nitride, May. X is the distance from the edge of the tape 4, mm.
- FIG. 6 the arrow indicates the direction (towards the cutting edge) of the increase in the concentration of the strengthening (hard) material.
- the protective layer (not shown) is removed from the tape 4, the tape 4 is glued to the working surface 6 of the tool (in Figs. 5 and 6, the working surface 6 is shown in solid lines, and the tape 4 is shown in dotted lines).
- the part is placed in a muffle or induction furnace and, under low pressure, or in an argon atmosphere, is heated to the melting point of the solder for 4-6 minutes.
- the new soldering tape provides at the same time fast and accurate production of coatings with specified physical and mechanical properties.
- the tape allows you to create cutting surfaces with controlled properties, for example:
- the achieved effect is maximum hardness on the cutting edge, low friction on the other part of the working surface
- the achieved effect is the maximum hardness at the cutting edge and micropores, in which the cutting fluid is retained, which increases the lubricating effect on the other part of the working surface.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lubricants (AREA)
Abstract
Изобретение относится к пайке и может быть использовано для получения напайкой (с применением различных способов нагрева) покрытий с требуемыми физико-механическими свойствами, повышающими потребительские характеристики деталей в различных областях промышленности, в том числе, для упрочнения и восстановления поверхностей, с приданием им необходимых функциональных свойств: прочности, трения, теплопроводности и др. Сущность изобретения: паяльная лента с односторонней адгезией содержит, по меньшей мере, адгезивный слой, несущий и (или) связующий синтетический материал и порошкообразную наплавочную шихту, отличающаяся тем, что по ширине ленты порошкообразная наплавочная шихта содержит по меньшей мере два наплавляемых материала с разными физико- механическими свойствами, расположенными, каждый, продольными полосами с постоянной концентрацией, либо в виде по меньшей мере одного градиентного изменения концентрации по меньшей мере одного наплавляемого материала в пределах ширины по меньшей мере одной полосы. Решение позволяет необходимым образом распределять (дозировать) компоненты смеси и удерживает их, сохраняя заданное распределение до момента наплавки, что обеспечивает необходимую функциональность на каждом участке поверхности покрытия.
Description
НАЗВАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ: ПАЯЛЬНАЯ ЛЕНТА
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к пайке и может быть использовано для получения напайкой (с применением различных способов нагрева) покрытий с требуемыми физико-механическими свойствами, повышающими потребительские характеристики деталей в различных областях промышленности, в том числе для упрочнения и восстановления поверхностей, с приданием им необходимых функциональных свойств: прочности, трения, теплопроводности и др.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ Известна паяльная смесь для нанесения на детали, подвергающиеся интенсивному износу (RU2177392C2), содержащая флюс, органическое связующее, порошковый высокотемпературный припой и крошку твёрдого сплава, отличающаяся тем, что крошка твёрдого сплава имеет зернистость 300-1200 мкм при следующем содержании компонентов, мае. %: Флюс - 6-8; органическое связующее - 3-12; крошка твёрдого сплава - 40-50; порошковый высокотемпературный припой - остальное.
Недостатками этой и других смесей для нанесения упрочняющих и иных покрытий являются значительная трудоемкость и сложность выполнения операций по формированию требуемого слоя наплавочной (паяльной) шихты (смеси) на упрочняемой поверхности детали, включая точность нанесения, и нанесение ровно необходимого по массе или объему наплавочного материала, неудобство последующего перемещения сформированного слоя, хранения его от влаги, ударов и прочих механических повреждений.
Появление паяльных лент обусловлено, в первую очередь, необходимостью устранения вышеуказанных недостатков.
Известны варианты различных ремонтных лент, предназначенных для восстановления металлических рабочих поверхностей (US5523169A, US5952042A, US6416709B1), в целом сконструированных по общему принципу: слой, образованный из порошкового основного металла, соединенного с несущим слоем из синтетического материала, и слой, содержащий сплав для пайки. Такие ленты ограничены только функцией восстановления и малоприменимы для нанесения на рабочие поверхности
Известна лента из порошкового высокотемпературного припоя на органической связке (RU2515157C1), содержащая полимер акриловой смолы, при
этом она дополнительно содержит дибутилфталат при следующем соотношении компонентов, мае. %: порошок припоя 89,0-95,5 полимер акриловой смолы 6, 6-3, 6 дибутилфталат 0,9-4, 4, при этом отношение содержания полимера акриловой смолы к содержанию дибутилфталата составляет (1,5-4,0):1.
Лента может имеет адгезионное покрытие следующего состава, мас.%: полимер акриловой смолы 25-35 дибутилфталат 25-35 органический растворитель 30-50
Данная лента предназначена, преимущественно, для припаивания различных деталей к подложкам (основаниям) и не пригодна для получения покрытий с определенными физико-механическими свойствами.
В качестве прототипа выбрана лента с односторонней адгезией (RU2548338C2), наиболее близкая по решаемой задаче с предлагаемым изобретением, в частности: нанесение порошковых материалов на упрочняемую поверхность изделий.
Данная лента для упрочнения деталей индукционной наплавкой с односторонней адгезией выполнена полой из влагонепроницаемого герметичного неметаллического материала, внутри которого размещена формообразующая решетка из синтетического материала и равномерный слой порошкообразной наплавочной шихты.
Известная лента-прототип позволяет нанести на деталь упрочняющее покрытие, но не предназначена для получения покрытий с разными физико- механическими свойствами, причём не обязательно исключительно упрочняющих.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Задачей изобретения являлось устранение вышеуказанных недостатков аналогов и прототипа посредством создания решения, обеспечивающего придание поверхностям изделий необходимых функциональных свойств, в том числе различных для отдельных участков (частей) поверхности изделия.
Достигаемый технический результат: максимально быстрое получение покрытия с меняющимися по линейным размерам физико-механическими свойствами с необходимой точностью.
Указанная задача решается паяльной лентой с односторонней адгезией, содержащей, по меньшей мере, адгезивный слой, несущий и (или) связующий синтетический материал, состоящий, например, из низкомолекулярных полимерных материалов с хорошими адгезионными свойствами, и порошкообразную наплавочную шихту, в которой, согласно предложению, по её ширине порошкообразная наплавочная шихта содержит по меньшей мере два наплавляемых материала с разными физико-механическими свойствами, расположенными, каждый, продольными полосами с постоянной концентрацией, либо содержит, по меньшей мере, одно градиентное изменение концентрации, по меньшей мере, одного наплавляемого материала в пределах ширины, по меньшей мере, одной полосы.
Перечисленная выше совокупность существенных признаков паяльной ленты позволяет с её помощью получить всевозможные покрытия с участками, различающимися по концентрации наплавляемого материала, или участками, содержащими разные наплавляемые материалы с разными физико-механическими свойствами, либо покрытия, в которых меняется баланс двух и более наплавляемых материалов с соответствующим плавным изменением физико-механических свойств.
Решение позволяет необходимым образом распределять (дозировать) компоненты смеси и удерживает их, сохраняя заданное распределение до момента наплавки, что обеспечивает необходимую функциональность на каждом участке поверхности покрытия.
Предпочтительные и самые наглядные варианты реализации изобретения заключаются в следующем:
- порошкообразная наплавочная шихта размещена на ленте в виде трёх продольных полос, при этом центральная полоса содержит твёрдый наплавляемый материал, а крайние полосы содержат твёрдосмазочный наплавляемый материал;
- порошкообразная наплавочная шихта размещена на ленте в виде двух полос, каждая из которых содержит твёрдый и твёрдосмазочный наплавляемые материалы, концентрация которых в общей массе наплавляемых материалов меняется по ширине полосы в соответствии со следующими принципом: концентрация твёрдого материала растёт от края ленты к её центру от 0% до максимальной, а концентрация твёрдосмазочного материала уменьшается от максимальной до 0%;
- порошкообразная наплавочная шихта размещена на ленте в виде трёх продольных полос, каждая из которых содержит твёрдый и твёрдосмазочный наплавляемые материалы, при этом соотношение концентраций наплавляемых материалов в каждой полосе меняется по следующему принципу: преобладание твёрдого материала в первой полосе, близкое к равновесному в средней полосе, преобладание твёрдосмазочного материала в третьей полосе;
- порошкообразная наплавочная шихта содержит твёрдый и твёрдосмазочный наплавляемые материалы, при этом концентрация твёрдого материала растёт от одного края ленты к другому от 0% до максимальной, а концентрация твёрдосмазочного материала соответственно уменьшается от максимальной до 0%.
В другом случае, одна из компонент, например, упрочняющий материал с высокой твёрдостью может образовываться непосредственно из припоя в процессе плавления. Так, при плавлении высокотемпературных никель-хромовых припоев ПР-НХ15СР2, ПР-НХ16СРЗ или ПР-НХ17СР4 [http://www.polema.net/nikelevye- samofljusujushhiesja-splavy-dlja-pokrytij.html], содержащих 0,47-1% углерода, 15- 17% хрома и 2-3,6% бора образуются, в количестве 5-10 массовых %, карбид и карбоборид хрома, которые сами по себе обладают упрочняющими свойствами. В этом случае, градиент концентрации в поперечном направлении может быть лишь по одному дополнительному компоненту (например, твёрдосмазывающему).
ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Далее приведены примеры конструктивного решения ленты и её применения в соответствии с предпочтительными вариантами реализации, со ссылками на чертежи.
На фиг. 1 схематично показано нанесение порошкообразной наплавочной шихты несколькими (тремя) полосами на ленту, предназначенную для обработки пространственной поверхности, в частности гребня 5 бандажа турбинных лопаток, представляющего из себя, как правило, кольцо диаметром 300-800 мм и шириной 5-10 мм и взаимодействующего с сотовым уплотнением.
На фиг. 2 схематично показано нанесение ленты, изображённой на фиг. 1 на гребень 5 бандажа турбины.
На фиг. 3 схематично показано нанесение порошкообразной наплавочной шихты на ленту, также предназначенную для обработки гребня бандажа турбинных
лопаток, но двумя полосами с градиентным изменением концентрации двух наплавляемых материалов по ширине каждой полосы.
На фиг. 4 схематично показано нанесение ленты, изображённой на фиг. 3 на гребень бандажа турбины. На фиг. 5 схематично показано нанесение порошкообразной наплавочной шихты тремя полосами на ленту, предназначенную для обработки плоской или плавно искривляющейся рабочей поверхности, в частности рабочей поверхности 6 стабилизатора бурильной колонны (см., например: https://www.etwintemational.ru/3- 2-oil-drilling-tools-52870.html). На фиг. 6 схематично показано нанесение порошкообразной наплавочной шихты на ленту одной полосой, с градиентным изменением концентрации двух наплавляемых материалов по ширине полосы, также предназначенную для обработки рабочей поверхности 6 стабилизатора бурильной колонны.
ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ
Пример 1. Для придания поверхности требуемых свойств используется паяльная лента шириной 20-30 мм и толщиной 1,5-2 мм. Состав порошкообразной наплавочной шихты и органического связующего ленты 4 варьируется по ширине (фиг. 1):
1. Первые 35-40 % ширины (полоса 1): 8-15 мае. % органического связующего, например, полиакрилата или поливинилацетата, 50-60 мае. % твёрдосмазывающего материла, например, дисульфида молибдена с размером частиц 5-7 мкм, высокотемпературный флюс, например, тетраборат натрия (бура) в количестве 6-8 мае. %, остальное - высокотемпературный припой, например медь-цинковый или медно- никелевый.
2. Следующие 20-30 % ширины (полоса 2): 8-15 мае. % органического связующего, например, полиакрилата или поливинилацетата, 50-60 мае. % твёрдого материала, например, карбида вольфрама с размером частиц 75- 150 мкм, высокотемпературный флюс, например, тетраборат натрия (бура) в количестве 6-8 мае. %, остальное - высокотемпературный припой, например, медь-цинковый или медно-никелевый.
3. Оставшиеся 35-40% ширины (полоса 3): состав аналогичен составу полосы 1.
Для нанесения наплавляемого материала на гребень бандажа 5 турбины с ленты 4 удаляется защитный слой (не показан), лента наклеивается на гребень так, чтобы центр ленты 4 совпал с лезвием бандажа (фиг. 2, 4).
Затем деталь помещают в муфельную или индукционную печь и в условиях низкого давления, либо в атмосфере аргона нагревают до температуры плавления припоя (обычно 1000 - 1050 °С) в течение 4-6 минут.
Пример 2. В данном случае реализуется градиентное изменение концентрации упрочняющего и смазывающего компонентов в порошкообразной наплавочной шихте (фиг. 3). На примере ленты 4 шириной 20 мм. Изменение концентрации твёрдого материала, например, карбида вольфрама, от центра ленты 4 к краям определяется формулой С1=50%*(10-Х)/10, а концентрация твёрдосмазочного материала, например, дисульфида молибдена определяется формулой С2=50%*Х/10, где С1- концентрация карбида вольфрама, мае. %, С2- концентрация дисульфида молибдена, мае. %, X - расстояние от центра ленты, мм.
Стрелки на фиг. 3 указывают направление роста концентрации упрочняющего компонента. Наклеивание ленты 4 на обрабатываемую поверхность и собственно пайка осуществляются так же, как в примере 1.
Существуют технологические нюансы пайки, связанные с выбранными наплавляемыми материалами. Например, дисульфид молибдена разлагается при температуре 1100°С, но в присутствии кислорода окисляется при 500°С, поэтому, при использовании высокотемпературных припоев наплавку следует проводить в бескислородной среде.
В качестве наплавляемых материалов могут выступать карбид титана, карбонитрид титана, в качестве твёрдого материала, дисульфид молибдена в качестве твёрдосмазочного, кубический нитрид бора в качестве твёрдого материала, гекасгональный нитрид бора в качестве твёрдосмазочного.
Пример 3 (рабочая поверхность 6 стабилизатора бурильной колонны).
Для придания поверхности 6 требуемых свойств используется паяльная лента 4 шириной 10-20 мм и толщиной 1,5-2 мм. Состав ленты 4 варьируется по ширине (фиг. 5):
1. Первые 35-40% ширины (полоса 1): 8-15 мае. % органического связующего, например, полиакрилата или поливинилацетата, 50-60 мае. % твёрдого материала, например, кубического нитрида бора с размером частиц 5-10 мкм, высокотемпературный флюс, например, тетраборат натрия (бура) в количестве 6-8 мае. %, остальное - высокотемпературный припой, например, медь-цинковый или медно-никелевый.
2. Далее 20-30% ширины (полоса 2): 8-15 мае. % органического связующего, например, полиакрилата или поливинилацетата, 25-30 мае. % твёрдого материала, например кубического нитрида бора с размером частиц 5-10 мкм, 25-30 мае. % твёрдосмазывающего материала, например, гексагонального нитрида бора с размером частиц 5-10 мкм), высокотемпературный флюс, например, тетраборат натрия (бура) в количестве 6-8 мае. %, остальное - высокотемпературный припой, например, медь-цинковый или медно-никелевый.
3. Оставшиеся 35-40% ширины (полоса 3): 8-15 мае. % органического связующего, например, полиакрилата или поливинилацетата, 50-60 мае. % твёрдосмазывающего материала, например, гексагонального нитрида бора с размером частиц 5-10 мкм), высокотемпературный флюс, например, тетраборат натрия (бура) в количестве 6-8 мае. %, остальное - высокотемпературный припой, например, медь-цинковый или медно- никелевый.
Возможна, например, вариация, демонстрирующая широту возможного применения изобретения: в полосы 2 и 3 может вводится аммиачная селитра с содержанием до 10 мае. %, дающая порообразование в покрытии и эффект азотирования поверхности.
Пример 4 (рабочая поверхность 6 стабилизатора бурильной колонны).
В данном случае реализуется градиентное изменение концентрация упрочняющего и смазывающего материалов. На примере ленты шириной 10 мм. Изменение концентрации твёрдого материала, например, кубического нитрида бора, от одного края ленты 4 к другому определяется формулой
С1=50%*Х/10, а концентрация твёрдосмазывающего материала, например, гексагонального нитрида бора определяется формулой
С2=50%*(10-Х)/10,
где Cl- концентрация кубического нитрида бора, мае. %, С2- концентрация гексагонального нитрида бора, мае. X - расстояние от края ленты 4, мм.
На фиг. 6 стрелка указывает направление (в сторону режущей кромки) увеличения концентрации упрочняющего (твёрдого) материала.
Наклеивание ленты 4 на обрабатываемую поверхность и собственно пайка осуществляются одинаково для примеров 3 и 4.
С ленты 4 удаляется защитный слой (не показан), лента 4 наклеивается на рабочую поверхность 6 инструмента (на фиг. 5 и 6 сплошными линиями показана рабочая поверхность 6, а пунктиром - лента 4).
Затем деталь помещают в муфельную или индукционную печь и, в условиях низкого давления, либо в атмосфере аргона нагревают до температуры плавления припоя в течение 4-6 минут.
Таким образом, новая паяльная лента обеспечивает одновременно быстрое и точное получение покрытий с заданными физико-механическими свойствами. Лента позволяет создавать режущие поверхности с управляемыми свойствами, например:
- максимальную концентрацию веществ с высокой твёрдостью на одном краю ленты, увеличение концентрации веществ со смазывающими свойствами к другому краю, достигаемый эффект - максимальная твёрдость на режущей кромке, низкое трение на другой части рабочей поверхности;
- максимальную концентрацию веществ с высокой твёрдостью на одном краю ленты и введение веществ, дающих газообразование (как вариант - аммиачная селитра, при разложении которой также будет эффект азотирования поверхности), на другой стороне ленты. Достигаемый эффект - максимальная твёрдость на режущей кромке и микропоры, в которых задерживается смазочно-охлаждающая жидкость, что увеличивает смазывающий эффект на другой части рабочей поверхности.
В примерах показана принципиальная возможность использования порошкообразной наплавочной шихты с двумя материалами с разными физико-химическими свойствами, но очевидно, что приведённые примеры не ограничивают применение изобретения определёнными материалами и их количеством. Также очевидно, что другие возможные сочетания различных материалов зависят, во многом, от технологии пайки и могут быть выбраны на основании только их известных физико-механических свойств или подобраны опытным путём.
Claims
1. Паяльная лента с односторонней адгезией, содержащая адгезивный слой, порошкообразную наплавочную шихту и связующий материал, отличающаяся тем, что порошкообразная наплавочная шихта содержит по меньшей мере два наплавляемых материала с разными физико-механическими свойствами и размещена по ширине ленты в виде по меньшей мере двух продольных полос с постоянной концентрацией наплавляемых материалов в пределах ширины полосы, или в виде по меньшей мере одной продольной полосы с градиентным изменением концентрации по меньшей мере одного наплавляемого материала в пределах ширины по меньшей мере одной полосы.
2. Паяльная лента по п. 1, отличающаяся тем, что порошкообразная наплавочная шихта размещена по ширине ленты в виде трёх продольных полос, при этом центральная полоса содержит твёрдый наплавляемый материал, а крайние полосы содержат твёрдосмазочный наплавляемый материал.
3. Паяльная лента по п. 1, отличающаяся тем, что порошкообразная наплавочная шихта размещена по ширине ленты в виде двух полос, каждая из которых содержит твёрдый и твёрдосмазочный наплавляемые материалы, концентрация которых в общей массе наплавляемых материалов меняется по ширине полосы, причем концентрация твёрдого материала растёт от нуля у края ленты до его максимального содержания у центра ленты, а концентрация твёрдосмазочного материала соответственно уменьшается от максимального содержания до нуля.
4. Паяльная лента по п. 1, отличающаяся тем, что порошкообразная наплавочная шихта размещена по ширине ленты в виде трёх продольных полос, каждая из которых содержит твёрдый и твёрдосмазочный наплавляемые материалы, при этом в первой полосе преобладает твёрдый наплавляемый материал, в средней полосе концентрация упомянутых наплавляемых материалов близка к равновесной, а в третьей полосе преобладает твёрдосмазочный материал.
5. Паяльная лента по п. 1, отличающаяся тем, что порошкообразная наплавочная шихта размещена в виде одной полосы по всей ширине ленты и содержит твёрдый и твёрдосмазочный наплавляемые материалы, при этом концентрация твёрдого материала растёт от одного края ленты к другому от нуля до максимального содержания, а концентрация твёрдосмазочного материала, соответственно, уменьшается от максимального содержания до 0.
6. Паяльная лента по п.1, отличающаяся тем, что она содержит в качестве одного из
наплавляемых материалов припой, образующий при плавлении упрочняющий материал, при этом другой наплавляемый материал размещен с градиентным изменением его концентрации в пределах ширины по меньшей мере одной продольной полосы ленты.
7. Паяльная лента по любому из п. 1 - 6, отличающаяся тем, что порошкообразная наплавочная шихта по меньшей мере одной полосы содержит вещество, обеспечивающее газообразование при нагревании.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020120954A RU2746732C1 (ru) | 2020-06-25 | 2020-06-25 | Паяльная лента |
| RU2020120954 | 2020-06-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2021262039A1 true WO2021262039A1 (ru) | 2021-12-30 |
Family
ID=75521246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2021/050168 WO2021262039A1 (ru) | 2020-06-25 | 2021-06-16 | Паяльная лента |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2746732C1 (ru) |
| WO (1) | WO2021262039A1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1699748A1 (ru) * | 1989-03-16 | 1991-12-23 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Электрод переменного по длине состава |
| EP0686451A1 (fr) * | 1994-06-09 | 1995-12-13 | GRADEL, Pierre | Dispositif de taillage de pièces sur un tour |
| UA96921C2 (ru) * | 2008-01-21 | 2011-12-26 | Днепропетровский Национальный Университет Имени Олеся Гончара | Способ получения композиционного материала |
| RU2515157C1 (ru) * | 2013-03-28 | 2014-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Лента из порошкового высокотемпературного припоя на органической связке |
| RU2689178C1 (ru) * | 2015-09-11 | 2019-05-24 | Сименс Энерджи, Инк. | Конструкционная паяльная лента |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2068759C1 (ru) * | 1988-09-13 | 1996-11-10 | Гантман София Гиршовна | Конструкция паяльного материала |
-
2020
- 2020-06-25 RU RU2020120954A patent/RU2746732C1/ru active
-
2021
- 2021-06-16 WO PCT/RU2021/050168 patent/WO2021262039A1/ru active Application Filing
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1699748A1 (ru) * | 1989-03-16 | 1991-12-23 | Институт Электросварки Им.Е.О.Патона | Электрод переменного по длине состава |
| EP0686451A1 (fr) * | 1994-06-09 | 1995-12-13 | GRADEL, Pierre | Dispositif de taillage de pièces sur un tour |
| UA96921C2 (ru) * | 2008-01-21 | 2011-12-26 | Днепропетровский Национальный Университет Имени Олеся Гончара | Способ получения композиционного материала |
| RU2515157C1 (ru) * | 2013-03-28 | 2014-05-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов" (ФГУП "ВИАМ") | Лента из порошкового высокотемпературного припоя на органической связке |
| RU2689178C1 (ru) * | 2015-09-11 | 2019-05-24 | Сименс Энерджи, Инк. | Конструкционная паяльная лента |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2746732C1 (ru) | 2021-04-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4008660B2 (ja) | 超砥粒ワイヤソーおよびそのソーの製造方法 | |
| US4610698A (en) | Abrasive surface coating process for superalloys | |
| EP0166676B1 (en) | Abrasive surfaced article for high temperature service | |
| JPS5917191B2 (ja) | 耐摩耗性被覆を有する切削工具用超硬合金体の製法 | |
| JPH04241938A (ja) | 複合製品およびその製造方法 | |
| KR830002660A (ko) | 도자기 표면처리 제품의 제조 방법 | |
| KR20050106418A (ko) | 브레이즈 합금으로 사전-고정된 다이아몬드 공구 삽입물과그 제조 방법 | |
| JPH0929512A (ja) | 切削工具植刃 | |
| BRPI0819169B1 (pt) | Method for producing diamond-metal compound and body diamond-metal composite | |
| EP1304185A4 (en) | POROUS METAL ARTICLE, METAL COMPOSITE MATERIAL USING THE SAME, AND PRODUCTION METHOD THEREFOR | |
| JPS62182287A (ja) | 基体へのコ−テイング被着方法 | |
| WO2021262039A1 (ru) | Паяльная лента | |
| US5626909A (en) | Fabrication of brazable in air tool inserts | |
| US4049428A (en) | Metal porous abradable seal | |
| JPS5844635B2 (ja) | 金属と超硬質人造材料とをろう接する方法およびそのためのろう接剤 | |
| JPS5775744A (en) | Tool containing and coated with dispersed material | |
| US3847559A (en) | Erosion resistant composites | |
| ATE65726T1 (de) | Schleifprodukte. | |
| JPS6247121B2 (ru) | ||
| RU2510823C2 (ru) | Термостойкий поликристаллический алмазный композит | |
| KR20150122153A (ko) | Wc 공구 보디에 cvi 결합 및 코팅된 pcbn | |
| JPS5853065B2 (ja) | ニソウヒフクコウシツブツタイ | |
| ATE132542T1 (de) | Karbonitridhartstoffe der übergangsmetalle (m, m:, m::) der 4. (m), 5. (m:) und 6. (m::) nebengruppe des periodensystems der elemente, verfahren zu ihrer herstellung und verwendung der karbonitridhartstoffe | |
| Kříž et al. | The Potential for Heat Treating Cemented Carbides | |
| JPH01225774A (ja) | 高硬度多結晶ダイヤモンド工具 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 21827962 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 21827962 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |