1. Juotosmateriaali
(1) Titaania ja sen perusseoksia juotetaan harvoin pehmeällä juotteella. Juottamiseen käytetyt lisäaineet ovat pääasiassa hopea-, alumiini-, titaani- tai titaanizirkoniumpohjaisia.
Hopeapohjaista juotetta käytetään pääasiassa komponenteissa, joiden käyttölämpötila on alle 540 ℃. Puhdasta hopeaa käyttävillä juotteilla tehdyillä liitoksilla on alhainen lujuus, ne halkeilevat helposti ja niillä on huono korroosionkestävyys ja hapettumisenkestävyys. Ag-Cu-juotteen juotoslämpötila on alhaisempi kuin hopean, mutta kostuvuus heikkenee kuparipitoisuuden kasvaessa. Pienen määrän litiumia sisältävä Ag-Cu-juote voi parantaa juotteen ja perusmetallin kostuvuutta ja seostumisastetta. AG-Li-juotteella on alhainen sulamispiste ja hyvä pelkistyvyys. Se soveltuu titaanin ja titaaniseosten juottamiseen suojakaasussa. Tyhjiökuotto kuitenkin saastuttaa uunin litiumin haihtumisen vuoksi. Ag-5al- (0,5 ~ 1,0) Mn -lisäaine on ensisijainen lisäaine ohutseinäisille titaaniseoskomponenteille. Juotetulla liitoksella on hyvä hapettumisen- ja korroosionkestävyys. Hopeapohjaisella lisäaineella juotettujen titaani- ja titaaniseosliitosten leikkauslujuus on esitetty taulukossa 12.
Taulukko 12. Titaanin ja titaaniseosten juotosprosessin parametrit ja liitoslujuus
Alumiinipohjaisen juotteen juotoslämpötila on alhainen, mikä ei aiheuta titaaniseoksen β-faasimuutosta, mikä vähentää juotosmateriaalien ja -rakenteiden valintavaatimuksia. Lisäainemetallin ja perusmetallin välinen vuorovaikutus on vähäistä, eikä liukeneminen ja diffuusio ole ilmeistä, mutta lisäainemetallin plastisuus on hyvä ja lisäainemetallia ja perusmetallia on helppo valssata yhteen, joten se soveltuu erittäin hyvin titaaniseoksesta valmistettujen jäähdyttimien, hunajakennorakenteiden ja laminaattirakenteiden juottamiseen.
Titaani- tai titaanisirkoniumpohjaiset juoksutteet sisältävät yleensä kuparia, nikkeliä ja muita alkuaineita, jotka voivat nopeasti diffundoitua matriisiin ja reagoida titaanin kanssa juottamisen aikana, mikä johtaa matriisin korroosioon ja hauraan kerroksen muodostumiseen. Siksi juotoslämpötilaa ja -pitoaikaa on tarkasti valvottava juottamisen aikana, eikä sitä tulisi mahdollisuuksien mukaan käyttää ohutseinäisten rakenteiden juottamiseen. B-ti48zr48be on tyypillinen TiZr-juotos. Sillä on hyvä kostuvuus titaaniin, eikä perusmetallilla ole taipumusta raekasvuun juottamisen aikana.
(2) Zirkoniumin ja perusmetalliseosten juottamiseen tarkoitetut lisäaineet Zirkoniumin ja perusmetalliseosten juottamiseen käytetään pääasiassa b-zr50ag50-, b-zr76sn24- ja b-zr95be5-aineita, joita käytetään laajalti ydinvoimalaitosten zirkoniumseosputkien juottamisessa.
(3) Titaanilla, zirkoniumilla ja perusseoksilla varustetulla juotosaineella ja suojakaasulla voidaan saavuttaa tyydyttävät tulokset tyhjiössä ja inertissä kaasukehässä (helium ja argon). Argonsuojajuottamiseen on käytettävä erittäin puhdasta argonia, jonka kastepisteen on oltava -54 ℃ tai alhaisempi. Liekkijuottamiseen on käytettävä erityistä fluoridia ja Na-, K- ja Li-metallien klorideja sisältävää juotosainetta.
2. Juotostekniikka
Ennen juottamista pinta on puhdistettava huolellisesti, rasvanpoistoitava ja oksidikalvo poistettava. Paksu oksidikalvo poistetaan mekaanisesti, hiekkapuhalluksella tai suolahauteella. Ohut oksidikalvo voidaan poistaa liuoksella, joka sisältää 20–40 % typpihappoa ja 2 % fluorivetyhappoa.
Ti, Zr ja niiden seokset eivät saa joutua kosketuksiin liitospinnan kanssa juotoskuumennuksen aikana. Juotto voidaan suorittaa tyhjiössä tai inertin kaasun suojassa. Voidaan käyttää suurtaajuista induktiokuumennusta tai suojattua kuumennusta. Induktiokuumennus on paras menetelmä pienille symmetrisille osille, kun taas juotto uunissa on edullisempaa suurille ja monimutkaisille komponenteille.
Titaanin, zirkonin ja niiden seosten juottamiseen lämmityselementeiksi on valittava Ni, Cr, W, Mo, Ta ja muita materiaaleja. Hiilidioksidipäästöjen välttämiseksi ei saa käyttää laitteita, joissa lämmityselementteinä on paljas grafiitti. Juotoslaitteiden on oltava valmistettu materiaaleista, joilla on hyvä lämmönkestävyys, samanlainen lämpölaajenemiskerroin kuin titaanilla tai zirkonilla ja alhainen reaktiivisuus perusmetallin kanssa.
Julkaisun aika: 13. kesäkuuta 2022