Titanyum ve Titanyum Alaşımları Nasıl Sert Lehimlenir?

Saf titanyum, 882,5 °C’nin altında sıkı paketlenmiş altıgen kafes yapısına sahip alfa titanyum, 882,5 °C ile 1.668 °C arasında ise gövde merkezli kübik kafes yapısına sahip beta titanyumdur. Lehimleme davranışı, faz dengesi ve ısıl işleme bağlıdır. Alfa alaşımları kararlıdır, korozyona dayanıklıdır ve kolayca lehimlenir; alfa-beta alaşımları dengeli özellikler sunar; beta alaşımları ise segregasyona ve termal kararsızlığa daha yatkındır.

Lehimlemenin Temel Özellikleri

1. Sert ve sağlam bir oksit tabakası kaldırılmalı ve temizlenen yüzey, lehimleme işlemi tamamlanana kadar korunmalıdır.
2. Isıtılmış titanyum oksijen, hidrojen ve azotu emer; bu da sünekliği ve tokluğu önemli ölçüde azaltır; vakum veya kuru inert gaz kullanın.
3. Alfa-beta dönüşüm sıcaklığı civarında veya bu sıcaklığın üzerinde ısıtma, hızlı soğutma sırasında beta taneciklerinin büyümesine ve iğne benzeri alfa-prime oluşumuna neden olabilir.
4. Titanyum, birçok dolgu maddesi ile reaksiyona girer. Bu, ıslanmayı iyileştirir ancak ana metali çözebilir veya kırılgan intermetalik bileşikler oluşturabilir.

Lehim Alaşımı Aileleri

Gümüş, Paladyum, Alüminyum ve Titanyum Bazlı Lehim Alaşımları

Gümüş dolgu maddeleri, yaklaşık 540 °C’nin altındaki titanyum bileşenler için yaygın olarak kullanılan ilk sistemlerdi. Bakır ilaveleri, miktarı arttıkça ıslanmayı azaltır; 0,2–0,5% Li ise bunu iyileştirebilir. Lityum ayrıca erime sıcaklığını düşürür ve oksit ile nitrür tabakalarının giderilmesine yardımcı olur. Yaklaşık 15% Cu'nun üzerindeki Ag-Cu alaşımları kırılgan intermetalik bileşikler oluşturabilir; Ni ve az miktarda Li ilavesi, birleşme mukavemetini ve tokluğunu artırabilir.

Palladyum, titanyum ve birçok yaygın dolgu maddesi bileşeni ile karşılıklı olarak çözünür olduğu için ıslanma özelliğini ve yüksek sıcaklık mukavemetini artırır. Alüminyum bazlı dolgu maddeleri, lehimlemenin yaşlanma sıcaklığına yakın bir seviyede kalması gereken durumlarda kullanışlıdır. Titanyum bazlı dolgu maddeleri, erime sıcaklığını düşürmek için Ni, Cu, Zr, Be veya diğer beta stabilizatörleri kullanır. Bu maddeler, güçlü ve korozyona dayanıklı birleşim yerleri sağlar, ancak ince ana malzemeyi agresif bir şekilde çözebilir veya kırılgan difüzyon katmanları oluşturabilir.

Amorf Lehim Alaşımları ve Proses Kontrolü

Amorf titanyum dolgu maddeleri, genellikle yaygın titanyum alaşımlarının beta-transus sıcaklığının en az 40 °C altında, yaklaşık 840–900 °C'de erir. 30–50 μm'lik homojen folyo formları, iyi ıslanma, akış ve birleşme tutarlılığı sağlar.

Kumlama veya uygun asit temizliği ile yağ ve oksit kalıntılarını giderin. İndüksiyon veya fırınla ısıtma yöntemini kullanarak argon ortamında veya vakumda lehimleme işlemini gerçekleştirin. Hızlı ısıtma ve kısa bekletme süreleri, arayüzey reaksiyon tabakalarını sınırlar; ancak sıcaklık ve süre, dolgu malzemesinin birleşme boşluğunu tamamen doldurmasına imkân sağlamalıdır.