怎麼焊接鉑及其合金

2021-01-11 威爾鼎王

鉑,俗稱「白金」,元素符號為:Pt,分子量為195.084,是西班牙人烏羅阿(Ulloa)1735年發現的。自然界中常以自然礦狀態存在,極為分散,多用原鉑礦富積、萃取而獲得,全世界年產量不足200噸,要比黃金少的多。鉑是銀白色塑性金屬,質地較軟,延展性強,化學性質穩定,不被單一酸腐蝕。在鉑族金屬中,鉑與氧的親和力最小,在低於鉑熔點的所有溫度下,鉑在大氣中具有良好抗氧化能力。純鉑的性能是這樣的:密度21.37g/cm3、熔點1769℃、沸點3825℃、導熱率74.1w/(mk)、電阻率9.81Ωmm、斷後伸長率30~40%、抗拉強度150MPa、摩氏硬度4~4.5度。

鉑中加入Ir、Pb、Rh、Ru、Ni、W、Co等元素可使合金強化,如鉑及一系列鉑銠合金具有溫定而優良的熱電性能,並有良好的高溫抗氧化性能,是精確測量的優良材料。鉑銥、鉑鎳、鉑鎢合金具有穩定的電學參數,並且壽命長、可靠性好,是低負荷下良好的接觸材料。鉑鈷合金是加工性能最好的永磁材料,能夠在酸、鹼、鹽等腐蝕介質中使用。鉑及其合金主要用於首飾、貨幣、醫療器械、電極、儀器、鑲牙、制筆、化學反應催化、汽車尾氣處理等。鉑及其合金的焊接性屬於良好的,通常採用的方法有:氣焊、氬弧焊、真空電子束焊、電阻焊、硬釺焊、軟釺焊等。

氣焊

氣焊是比較常用的焊接方法之一,氣焊時最好使用氫-氧火焰,可不加焊劑,用鉑作為填充金屬,焊接效果相當不差。如果採用氧-乙炔火焰,必須調節成富氧的氧化焰,以免使鉑產生滲碳和脆化。這是因為在高溫下碳能溶於鉑,低溫時,碳又部分析出,使鉑變脆;所以鉑不能在熔融狀態與碳接觸,也不能在還原性氣氛中加熱。

硬釺焊

鉑的硬釺焊可採用Au、Au-Pt、Au-Pd、Ag等作為釺料,氣體火焰釺焊可不用釺劑,由於鉑與金能形成無限固溶體,釺焊出來的接頭性能良好。有時可用接觸反應釺焊方法實現鉑與金的連接。有時也可以用銀基釺料和硼砂釺焊鉑合金同樣能獲得優質的釺焊接頭。有時考慮到鉑與釺縫顏色的匹配性,可選用鉑含量20~30%的金釺料,Pt-Au釺料中Pt可提高釺料熔點和增加強度、硬度。

其它方法

軟釺焊,鉑的軟釺焊可採用普通Pb-Sn釺料,釺劑可選用磷酸和乙醇混合液也可用6%ZnCl2+4%NH4Cl+5%HCl+85%H2O。電阻焊,對於熱電偶、微細零件、鋼筆尖得鉑金焊接均可採用電阻焊。熱壓焊,在空氣中將鉑表面清理乾淨後,當溫度加熱到982~1204℃範圍內,比較容易實現熱壓焊(或鍛焊)。真空電子束焊,在高真空、高溫下應注意防止鉑與氧化鋁、氧化矽的接觸,因為鉑能使氧化物還原,並被鋁、矽所汙染。

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