Lutowanie wysokotemperaturowe ceramiki na bazie węglika krzemu ze stopem molibdenowym TZM

W pracy przedstawiono właściwości nowoczesnego materiału o budowie kompozytowej o oznaczeniu SiC30, na bazie węglika krzemu, z udziałem grafitu i wolnego krzemu. Dzięki takim właściwościom jak: wysoka twardość, odporność na szoki termiczne i zużycie ścierne oraz odporność na oddziaływanie chemiczne materiał ten używany jest na wysoko obciążone części maszyn i części pracujące w wysokich temperaturach. Specyficzna budowa tej ceramiki krzemkowej sprawia jednak dodatkowe trudności przy łączeniu jej z metalami. Przedstawiono kolejne etapy eksperymentu wraz z jego analizą, prowadzące do uzyskania zadowalających połączeń ceramiki SiC-C-Si ze stopem żarowytrzymałym TZM na bazie molibdenu. Przy wyborze lutu wysokotemperaturowego, na osnowie miedzi, z dodatkiem aktywnych składników Cr, Zr i Ti, olbrzymią rolę odegrała próba zwilżalności. Dla uzyskania połączenia lutowanego najbardziej istotna była próba klinowa. Pozwoliła ona na ocenę zaistniałych zjawisk fizykochemicznych, dobór szerokości szczeliny lutowniczej i przeniesienie jej na złącze równoległe. Dzięki temu uzyskano złącze lutowane, o korzystnej budowie strukturalnej, bez pojawienia się pęknięć. Ocenę metalograficzną połączeń przeprowadzono w oparciu o mikroskopię optyczną i elektronową oraz o pomiary mikrotwardości.

---

In the paper, properties of a modern composite material designated SiC30, silicon carbide-based with a fraction of graphite and free silicon, are presented. Due to such properties like high hardness, thermal shock, wear and chemical resistance, the materials is applied for heavy-duty machine parts and high-temperature regime parts. However, the specific structure of this silicide ceramics makes additional difficulties in the process of bonding with metals. Subsequent phases of the experiment and its analysis are presented. As a result, satisfactory bonds of the SiC-C-Si ceramics with the TZM molybdenum-based, high-temperature alloy were obtained. When choosing the copper-based, high-temperature solder with active components Cr, Zr and Ti, the wettability test played an immense role. To obtain a soldered joint, the wedge test was of most importance. This test permitted assessment of the existing physico-chemical phenomena, choice of the gap width and its transfer to the parallel joint. This resulted in obtaining a soldered joint of advantageous structure with no cracks. Metallographic evaluation of the joints was based on optical and electron microscopy and on microhardness measurements.