FR2896175A1 - Filler metal compound containing mixture of nickel-chromium-boron silicon alloy and pure nickel powders for improved brazing of elements in turbojet engines - Google Patents
Filler metal compound containing mixture of nickel-chromium-boron silicon alloy and pure nickel powders for improved brazing of elements in turbojet engines Download PDFInfo
- Publication number
- FR2896175A1 FR2896175A1 FR0650130A FR0650130A FR2896175A1 FR 2896175 A1 FR2896175 A1 FR 2896175A1 FR 0650130 A FR0650130 A FR 0650130A FR 0650130 A FR0650130 A FR 0650130A FR 2896175 A1 FR2896175 A1 FR 2896175A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- nickel
- elements
- filler metal
- solder
- solder composition
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 83
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 239000000843 powder Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 239000000945 filler Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- 238000005219 brazing Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 title abstract 5
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 title 1
- MRVGWCZKSIQZPS-UHFFFAOYSA-N [Cr].[Ni].[Si].[B] Chemical compound [Cr].[Ni].[Si].[B] MRVGWCZKSIQZPS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 35
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 26
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 claims description 48
- 238000005476 soldering Methods 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 8
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 2
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001463139 Vitta Species 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 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
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/008—Soldering within a furnace
-
- 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
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
-
- 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
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3033—Ni as the principal constituent
-
- 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
- B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
- B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
- B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
- B23K35/3033—Ni as the principal constituent
- B23K35/304—Ni as the principal constituent with Cr as the next major constituent
-
- 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
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/001—Turbines
-
- 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
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
-
- 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
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/18—Dissimilar materials
- B23K2103/26—Alloys of Nickel and Cobalt and Chromium
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
COMPOSITION DE METAL D'APPORT COMPRENANT UN MELANGE DE POUDRES ET PROCEDESUPPLY METAL COMPOSITION COMPRISING A MIXTURE OF POWDERS AND METHOD
DE BRASAGE METTANT EN îUVRE UNE TELLE COMPOSITION DE METAL D'APPORT DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte de façon 10 générale à une composition de métal d'apport comprenant un mélange de poudres, ainsi qu'à un procédé de brasage mettant un oeuvre une telle composition de métal d'apport afin d'obtenir au moins une brasure entre un premier élément et un second élément à assembler. 15 L'invention s'applique de façon préférentielle mais en aucun cas limitative au domaine de l'aéronautique, et plus précisément à celui de l'assemblage d'éléments de turbomachine, tels que des éléments d'un redresseur de compresseur haute pression 20 d'une turbomachine. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE L'assemblage à l'aide de brasures d'éléments réalisés à base de nickel est mis en application depuis de nombreuses années dans le domaine 25 de l'aéronautique. Pour l'assemblage par brasure d'éléments réalisés dans un alliage INC0718 tels que ceux habituellement rencontrés dans les compresseurs de turbomachine, le métal d'apport de la composition de 30 métal d'apport généralement utilisée est du type poudre5 d'alliage à base nickel NiCrBSi, dont le point de fusion est de l'ordre de 1000 C. Cette composition s'est jusqu'à présent révélée relativement satisfaisante, dans la mesure où elle est capable de générer une brasure à faible coût, et présentant des propriétés mécaniques performantes. Cependant, un inconvénient lié à cette composition de métal d'apport est constitué par le fait qu'elle est limitée à l'assemblage d'éléments présentant un jeu d'assemblage inférieur à 200 pm. En effet, il a été remarqué qu'au-delà de la valeur précitée, l'importante fluidité de la composition de métal d'apport à la température de brasage implique que la composition en fusion s'échappe du jeu par coulures, ce qui peut la rendre inapte à exercer une montée par capillarité au sein de ce même jeu. Par conséquent, l'emploi de cette composition de métal d'apport à bas coût requiert une importante précision d'usinage et de fabrication des éléments à assembler, pour faire en sorte que les jeux d'assemblage obtenus ne soient pas supérieurs à 200 pm. Lorsque ces tolérances ne sont pas suffisamment importantes et que les jeux d'assemblage rencontrés deviennent de ce fait supérieurs à 200 pm, il est alors inéluctablement rencontré un taux de retouches et de rebuts élevé, qui vient bien évidemment alourdir le coût de production de la turbomachine. A ce titre, comme cela vient d'être évoqué, la brasure peut même s'avérer irréalisable lorsque le jeu prend une dimension trop importante. The present invention relates generally to a filler metal composition comprising a mixture of powders, as well as to a brazing process involving a work of art. such a filler metal composition to obtain at least one solder between a first element and a second element to be assembled. The invention applies preferentially but in no way limiting to the field of aeronautics, and more specifically to that of the assembly of turbomachine elements, such as elements of a high-pressure compressor rectifier. of a turbomachine. STATE OF THE PRIOR ART The assembly using solders of elements made from nickel has been used for many years in the field of aeronautics. For the solder assembly of elements made in an INC0718 alloy such as those usually encountered in turbomachine compressors, the filler metal of the filler metal composition generally used is of the alloy powder-based type. nickel NiCrBSi, whose melting point is of the order of 1000 C. This composition has so far proved relatively satisfactory, insofar as it is capable of generating a solder at low cost, and having mechanical properties performance. However, a disadvantage related to this solder composition is constituted by the fact that it is limited to the assembly of elements having a set of assembly less than 200 .mu.m. Indeed, it has been noted that beyond the aforesaid value, the high fluidity of the solder composition at the soldering temperature implies that the melt is escaping from the set by drips, which can make it unfit to exert a rise by capillarity within the same set. Therefore, the use of this composition of low cost filler metal requires a high precision of machining and manufacturing of the elements to be assembled, for to ensure that the assembling games obtained are not greater than 200 μm. When these tolerances are not large enough and the sets of assemblies encountered thus become greater than 200 pm, it is then inevitably encountered a high rate of retouching and rejects, which obviously adds to the cost of production of the turbine engine. As such, as has just been mentioned, the solder may even be unfeasible when the game takes too large a dimension.
EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a donc pour but principal de proposer une composition de métal d'apport remédiant aux inconvénients mentionnés ci-dessus relatifs aux réalisations de l'art antérieur. Pour ce faire, l'invention a pour objet une composition de métal d'apport comprenant un mélange de poudres constitué d'une poudre d'alliage à base de nickel NiCrBSi, c'est-à-dire comprenant du nickel, du chrome, du bore et du silicium, et d'une poudre de nickel présente dans une proportion allant de 5 à 15% en poids dans le mélange de poudres. Ainsi, la présente invention propose de mélanger la poudre d'alliage à base de nickel NiCrBSi qui était habituellement utilisée jusqu'à présent, avec une poudre de nickel dont le but essentiel est de réduire la fluidité du mélange de poudres obtenu, à la température de brasage. Ces deux poudres constituent de préférence la partie métal d'apport de la composition selon l'invention, ce qui veut dire, en d'autres termes, qu'il n'y a préférentiellement pas d'autres éléments métalliques dans la composition. Il est noté que l'adjonction de la poudre de nickel dans la proportion indiquée ci-dessus permet de créer une multitude de jeux fins entre les diverses particules de nickel pur, ces jeux fins étant alors comblés par la poudre en fusion d'alliage à base de nickel NiCrBSi. Pour que la viscosité du mélange de poudres à la température de brasage soit la plus satisfaisante possible, il est de préférence fait en sorte que la température de brasage mise en oeuvre soit 3 d'une valeur inférieure au point de fusion du nickel, de manière à ce que les particules de nickel restent à l'état solide durant le procédé de brasage. Néanmoins, il est tout de même précisé que le mélange de poudres selon l'invention pourrait être mis en oeuvre avec une température de brasage supérieure au point de fusion du nickel, sans sortir du cadre de l'invention, étant donné que la viscosité de ce mélange fondu continuerait à être bien supérieure à celle d'une poudre en fusion d'alliage à base de nickel NiCrBSi. La fluidité réduite de la composition de métal d'apport en fusion permet alors avantageusement aux forces de capillarité de remplir des jeux d'assemblage largement supérieurs à 200 pm. En effet, il a été remarqué qu'un mélange de poudres constitué d'une poudre d'alliage à base de nickel NiCrBSi et d'une poudre de nickel présente dans une proportion allant de 5 à 15% en poids permettait de remplir de façon satisfaisante, par montée par capillarité, des jeux d'assemblage allant jusqu'à 700 pm. Cela est d'autant plus intéressant que les essais réalisés ont permis de démontrer que le brasage à l'aide de la composition de métal d'apport selon l'invention pouvait être effectué sans modifier les cycles thermiques de brasage habituellement mis en oeuvre pour des compositions intégrant seulement de la poudre d'alliage à base de nickel NiCrBSi comme métal d'apport. En outre, le mélange de poudres utilisé dans l'invention présente un coût sensiblement identique à celui de la poudre d'alliage à base de nickel NiCrBSi, et permet d'obtenir des brasures dont les propriétés mécaniques sont similaires à celles des brasures obtenues à l'aide d'une composition de métal d'apport comprenant uniquement de la poudre d'alliage à base de nickel NiCrBSi comme métal d'apport. DISCLOSURE OF THE INVENTION The main purpose of the invention is therefore to propose a filler metal composition which overcomes the disadvantages mentioned above relating to the embodiments of the prior art. To do this, the subject of the invention is a filler metal composition comprising a powder mixture consisting of a NiCrBSi nickel-based alloy powder, that is to say comprising nickel, chromium, boron and silicon, and a nickel powder present in a proportion of 5 to 15% by weight in the powder mixture. Thus, the present invention proposes to mix the NiCrBSi nickel-based alloy powder that was usually used up to now, with a nickel powder whose essential purpose is to reduce the fluidity of the resulting powder mixture at the temperature brazing. These two powders are preferably the filler metal part of the composition according to the invention, which means, in other words, that there is preferably no other metallic elements in the composition. It is noted that the addition of the nickel powder in the proportion indicated above makes it possible to create a multitude of fine games between the various particles of pure nickel, these fine games being then filled by the molten powder of alloy with NiCrBSi nickel base. In order for the viscosity of the powder mixture to be at the brazing temperature to be as satisfactory as possible, the brazing temperature used is preferably such that it is less than the melting point of the nickel, so that the nickel particles remain in the solid state during the brazing process. Nevertheless, it is nevertheless specified that the mixture of powders according to the invention could be used with a soldering temperature greater than the melting point of nickel, without departing from the scope of the invention, since the viscosity of this molten mixture would continue to be much higher than that of NiCrBSi nickel-based alloy molten powder. The reduced fluidity of the molten metal composition thus advantageously makes it possible for the capillary forces to fill assembly gaps well above 200 μm. Indeed, it has been noticed that a mixture of powders consisting of a NiCrBSi nickel-based alloy powder and a nickel powder present in a proportion ranging from 5 to 15% by weight made it possible to fill satisfactory, by capillary rise, assembling sets of up to 700 pm. This is all the more interesting as the tests carried out have made it possible to demonstrate that brazing using the solder composition according to the invention could be carried out without modifying the thermal brazing cycles usually employed for compositions incorporating only NiCrBSi nickel-based alloy powder as the filler metal. In addition, the mixture of powders used in the invention has a cost substantially identical to that of the NiCrBSi nickel-based alloy powder, and makes it possible to obtain solders whose mechanical properties are similar to those of the solders obtained at using a solder composition comprising only nickel-based NiCrBSi alloy powder as the filler metal.
Enfin, il est précisé que la faculté offerte de pouvoir remplir des jeux d'assemblage de grandeur plus élevée à l'aide du mélange de poudres précité permet avantageusement d'envisager de fabriquer les éléments à assembler avec des tolérances moins élevées, sans pour autant risquer d'augmenter le taux de retouches et de rebuts. De préférence, la poudre de nickel est présente dans une proportion d'environ 8% en poids dans le mélange de poudres. Cela permet d'obtenir un mélange optimal en termes de poids total de la composition et de viscosité résultante à la température de brasage. Cette proportion d'environ 8% en poids de poudre de nickel est tout à fait adaptée pour assurer la montée de la brasure par capillarité dans un jeu d'assemblage de l'ordre de 500 pm. De préférence, la poudre d'alliage à base de nickel NiCrBSi dispose d'un point de fusion de l'ordre de 1000 C, la température de brasage de la composition étant alors fixée préférentiellement aux alentours de 1040 C. De maniere préférentielle, la poudre d'alliage à base de nickel NiCrBSi comporte 85,5% de nickel, 7% de chrome, 4,5% de silicium et 3% de bore. Par ailleurs, on prévoit préférentiellement que la partie métal d'apport de la composition, c'est-à-dire la partie métallique, est uniquement constituée par le mélange de poudres précité. La composition peut alors également comporter un liant organique, permettant par exemple à celle-ci de se présenter sous la forme d'une pâte, propice à la réalisation ultérieure d'un cordon de métal d'apport. A titre indicatif, la pâte destinée à former un cordon de métal d'apport est telle qu'elle peut être déposée directement à l'aide d'une seringue, ou bien être stockée de façon bobinée. Dans le cas où le dépôt de la pâte pour obtenir le cordon s'effectue à l'aide d'une seringue, il est noté que cette pâte peut indifféremment être déposée à l'entrée ou directement dans le jeu capillaire à remplir. Le liant organique retenu est de préférence du type couramment utilisé dans le domaine du brasage en four sous vide, comme par exemple ceux vendu dans le commerce sous les appellations Braz Binder Gel VITTA et NICROBRAZ Cement. L'invention a également pour objet un cordon de métal d'apport réalisé avec une composition de métal d'apport telle que celle qui vient d'être décrite, et se présentant donc de préférence sous la forme d'une pâte. L'invention a aussi pour objet un assemblage comportant un premier élément et un second élément raccordés fixement l'un à l'autre à l'aide d'au moins une brasure obtenue à partir d'une telle composition de métal d'apport ou d'un tel cordon de métal d'apport. Finally, it is pointed out that the possibility of being able to fill assembling sets of larger size with the aid of the aforementioned mixture of powders advantageously makes it possible to envisage manufacturing the elements to be assembled with lower tolerances, without however risking to increase the rate of retouching and rejects. Preferably, the nickel powder is present in a proportion of about 8% by weight in the powder mixture. This provides an optimum blend in terms of total weight of the composition and resulting viscosity at the soldering temperature. This proportion of approximately 8% by weight of nickel powder is entirely suitable for ensuring the rise of the solder by capillarity in an assembly clearance of the order of 500 μm. Preferably, the NiCrBSi nickel-based alloy powder has a melting point of the order of 1000 ° C., the soldering temperature of the composition then being preferably set at around 10 ° C. Preferably, the NiCrBSi nickel-based alloy powder comprises 85.5% nickel, 7% chromium, 4.5% silicon and 3% boron. Furthermore, it is preferably provided that the filler metal part of the composition, that is to say the metal part, consists solely of the aforementioned mixture of powders. The composition can then also comprise an organic binder, allowing for example it to be in the form of a paste, conducive to the subsequent realization of a bead of filler metal. As an indication, the paste intended to form a bead of filler metal is such that it can be deposited directly with the aid of a syringe, or be stored in a wound manner. In the case where the deposition of the paste to obtain the cord is carried out using a syringe, it is noted that this paste can indifferently be deposited at the entrance or directly in the capillary clearance to be filled. The organic binder retained is preferably of the type commonly used in the field of vacuum furnace brazing, such as those sold commercially under the names Braz Binder Gel VITTA and NICROBRAZ Cement. The invention also relates to a bead of filler metal made with a filler metal composition such as that just described, and is therefore preferably in the form of a paste. The invention also relates to an assembly comprising a first element and a second element fixedly connected to one another by means of at least one solder obtained from such a solder composition or such a bead of filler metal.
Un autre objet de la présente invention concerne l'utilisation d'une telle composition de métal d'apport ou d'un cordon de métal d'apport, pour la réalisation d'une brasure. Enfin, l'invention a également pour objet un procédé de brasage visant à assembler un premier élément avec un second élément par l'intermédiaire d'au moins une brasure réalisée à l'aide d'une telle composition de métal d'apport ou d'un tel cordon de métal d'apport. De préférence, le procédé comporte une étape de chauffage au four de la composition de métal d'apport, mise en oeuvre de façon à obtenir une température de brasage supérieure à 1000 C et inférieure à 1200 C, et préférentiellement d'environ 1040 C. Another object of the present invention relates to the use of such a filler metal composition or a bead of filler metal, for producing a solder. Finally, the subject of the invention is also a soldering method for assembling a first element with a second element by means of at least one solder produced using such a composition of filler metal or such a bead of filler metal. Preferably, the method comprises a step of heating in the oven the solder composition, implemented so as to obtain a brazing temperature greater than 1000 ° C. and less than 1200 ° C., and preferably about 1040 ° C.
De préférence, la température de brasage est maintenue durant environ dix minutes. De plus, on prévoit préférentiellement que l'étape de chauffage est mise en oeuvre de manière à ce que la température de brasage soit atteinte à une vitesse comprise entre environ 10 et 20 C/minute. Toujours de manière préférentielle, le procédé est mis en oeuvre de manière à réaliser une brasure entre le premier et le second éléments espacés d'un jeu d'assemblage allant jusqu'à 700 pm. Preferably, the brazing temperature is maintained for about ten minutes. In addition, it is preferably provided that the heating step is carried out so that the brazing temperature is reached at a speed of between about 10 and 20 C / minute. Still preferentially, the method is implemented so as to produce solder between the first and the second elements spaced apart by an assembly clearance of up to 700 μm.
Les premier et second éléments à assembler par brasage sont de préférence des éléments d'une turbomachine, tels que des éléments d'un redresseur de compresseur de turbomachine. Enfin, il est indiqué que les premier et second éléments à assembler par brasage sont des éléments réalisés dans un alliage INCO718. The first and second elements to be brazed together are preferably elements of a turbomachine, such as elements of a turbomachine compressor stator. Finally, it is stated that the first and second elements to be brazed together are elements made of an INCO718 alloy.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ; - les figures la, lb et 1c schématisent différentes étapes d'un procédé de brasage selon un mode de réalisation préféré de la présente invention. Other advantages and features of the invention will become apparent in the detailed non-limiting description below. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS This description will be made with reference to the appended drawings among which; FIGS. 1a, 1b and 1c schematize various steps of a soldering method according to a preferred embodiment of the present invention.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS En référence aux figures la, lb et 1c, on peut voir la schématisation de différentes étapes d'un procédé de brasage selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, visant à assurer l'assemblage de deux éléments tels que des éléments d'un redresseur de compresseur haute pression de turbomachine. Les deux éléments 1, 2 à assembler fixement à l'aide d'au moins une brasure sont chacun réalisés dans un alliage à base de nickel tel qu'un alliage INC0718. Il peut par exemple s'agir d'une aube de redresseur et de son support. Dans ce mode de réalisation préféré, les deux éléments 1, 2 sont disposés l'un par rapport à l'autre de manière à obtenir un jeu d'assemblage 3 entre ceux-ci d'une grandeur de l'ordre de 500 pm. Bien entendu, la grandeur du jeu précitée correspond à l'écartement entre les deux éléments 1, 2. Ce jeu 3 est destiné à être comblé par une brasure réalisée à partir d'une composition de métal d'apport ou composition de brasure qui va à présent être détaillée et qui est également objet de la présente invention. Tout d'abord, il est noté que cette composition de métal d'apport, comportant de préférence un liant organique, est mise sous la forme d'un cordon de métal d'apport, que l'on dispose par exemple en partie basse du jeu 3, entre les deux éléments 1 et 2 comme cela est montré sur la figure lb. Plus précisément, la composition est constituée d'un mélange de poudres métalliques formant la partie métal d'apport, ainsi donc que d'un liant organique permettant notamment à cette composition de se présenter sous la forme d'une pâte facile à manipuler pour obtenir un cordon de métal d'apport. Le mélange de poudres est constitué par une poudre d'alliage à base de nickel NiCrBSi comportant préférentiellement 85,5% de nickel, 7% de chrome, 4,5% de silicium et 3% de bore, et par une poudre de nickel pur se présentant dans une proportion d'environ 8% en poids dans ce mélange de poudres. De plus, la poudre d'alliage à base de nickel NiCrBSi dispose d'un point de fusion de l'ordre de 1000 C. A ce titre, il est noté que sur la figure lb, le cordon de brasure 14 a été représenté schématiquement de manière à laisser apparaître le liant organique 16 et le mélange de poudre 18, ce dernier étant constitué par la poudre d'alliage 20 à base de nickel NiCrBSi et par la poudre de nickel pur 22. Ce cordon 14 obtenu à partir de la composition de métal d'apport précitée peut donc être déposé en partie basse du jeu 3 comme montré sur la figure lb à partir d'une seringue, ou bien simplement provenir d'une bobine de cordon de métal d'apport. Lorsque ce cordon est en place sur les éléments 1, 2 à assembler, il est ensuite mis en oeuvre une étape de chauffage au four de ce cordon, de préférence sous vide secondaire ou sous pression partielle d'argon. L'étape de chauffage est effectuée de manière à ce que la température de brasage, qui est ici de préférence de l'ordre de 1040 C, soit atteinte à une vitesse comprise entre environ 10 et 20 C/minute. Une fois la température de brasage atteinte, celle-ci est conservée durant environ 10 minutes pendant lesquelles la composition est en fusion. Plus précisément, c'est la poudre d'alliage à base de nickel NiCrBSi qui est en fusion, tandis que la poudre de nickel pur reste quant à elle à l'état solide afin de former entre les particules de nickel une multitude de jeux fins comblés par la poudre en fusion d'alliage à base de nickel NiCrBSi. C'est cette spécificité qui permet d'obtenir une viscosité renforcée de la composition de métal d'apport à la température de brasage, et qui rend donc possible la réalisation de brasures dans des jeux d'assemblage de grandeurs importantes pouvant avoisiner 500 pm, voire 700 pm. Ainsi, durant l'étape de chauffage, la composition initialement située au-dessous du jeu d'assemblage pénètre en partie basse de celui-ci pour remonter progressivement par capillarité vers la partie haute, jusqu'à combler entièrement ce même jeu d'assemblage comme cela est visible sur la figure 1c. DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS With reference to FIGS. 1a, 1b and 1c, it is possible to see the schematization of various steps of a brazing process according to a preferred embodiment of the present invention, aimed at ensuring the assembly of two elements such as elements of a turbomachine high pressure compressor rectifier. The two elements 1, 2 to be fixedly assembled using at least one solder are each made of a nickel-based alloy such as an INC0718 alloy. For example, it can be a straightener blade and its support. In this preferred embodiment, the two elements 1, 2 are arranged relative to one another so as to obtain a set of assemblies 3 between them with a magnitude of the order of 500 μm. Of course, the size of the above set corresponds to the spacing between the two elements 1, 2. This set 3 is intended to be filled by a solder made from a solder composition or solder composition that will now be detailed and which is also an object of the present invention. Firstly, it is noted that this solder composition, preferably comprising an organic binder, is in the form of a bead of filler metal, which is available for example in the lower part of the play 3, between the two elements 1 and 2 as shown in Figure lb. More specifically, the composition consists of a mixture of metal powders forming the filler metal part, and thus of an organic binder allowing this composition to be in the form of a paste that is easy to handle to obtain a bead of filler metal. The powder mixture consists of a NiCrBSi nickel-based alloy powder preferably comprising 85.5% nickel, 7% chromium, 4.5% silicon and 3% boron, and a pure nickel powder. occurring in a proportion of about 8% by weight in this mixture of powders. In addition, the NiCrBSi nickel-based alloy powder has a melting point of the order of 1000 C. As such, it is noted that in FIG. 1b, the solder bead 14 has been shown schematically. so as to reveal the organic binder 16 and the powder mixture 18, the latter consisting of the NiCrBSi nickel-based alloy powder 20 and the pure nickel powder 22. This bead 14 obtained from the composition The above-mentioned filler metal can thus be deposited in the lower part of the set 3 as shown in FIG. 1b from a syringe, or simply come from a filler metal coil. When this cord is in place on the elements 1, 2 to be assembled, it is then implemented a furnace heating step of this cord, preferably under secondary vacuum or under partial pressure of argon. The heating step is carried out so that the brazing temperature, which is here preferably of the order of 1040 C, is reached at a speed between about 10 and 20 C / minute. Once the brazing temperature is reached, it is kept for about 10 minutes during which the composition is melted. More precisely, it is the NiCrBSi nickel-based alloy powder that is melted, whereas the pure nickel powder remains in the solid state in order to form a multitude of fine games between the nickel particles. filled with molten NiCrBSi nickel alloy powder. It is this specificity which makes it possible to obtain a reinforced viscosity of the solder composition at the soldering temperature, and which therefore makes it possible to produce solders in assembling sets of large quantities which may be close to 500 μm. even 700 pm. Thus, during the heating step, the composition initially located below the assembly set penetrates in the lower part thereof to go up progressively by capillarity towards the upper part, to completely fill the same set of assembly as can be seen in Figure 1c.
Il est noté que du fait de l'importante viscosité de la composition à la température de brasage, aucune coulure ne se forme en fond de jeu, malgré l'espacement important entre les deux éléments 1 et 2. It is noted that because of the high viscosity of the composition at the soldering temperature, no sag is formed in the back of play, despite the large spacing between the two elements 1 and 2.
Par ailleurs, il est précisé que le liant organique 16 permet la liaison du mélange de poudres 18 durant la phase de montée à la température de fusion de la poudre NiCrBSi 20. Une fois cette température de fusion atteinte, se sont les forces de capillarité qui permettent la remontée du métal liquide au sein du jeu 3. Une fois l'étape de chauffage achevée, un refroidissement peut être opéré. On obtient alors une brasure 4 comblant entièrement le jeu initial, et participant à la formation d'un assemblage 6 comportant les deux éléments 1 et 2 assemblés fixement par cette brasure 4, et éventuellement à l'aide d'autres brasures (non représentées). A cet égard, il est noté que le jeu d'assemblage 3 peut s'étendre autour d'une ligne fermée entourant l'élément 1. Dans un tel cas, il se peut effectivement que plusieurs cordons soient disposés sur le jeu, tout autour de la ligne précitée, de manière à créer ensuite plusieurs brasures situées dans la continuité les des autres. Furthermore, it is specified that the organic binder 16 allows the mixture of powders 18 to be bonded during the rising phase to the melting temperature of the NiCrBSi 20 powder. Once this melting temperature has been reached, the capillary forces which allow the rise of the liquid metal within the game 3. Once the heating step completed, cooling can be operated. We then obtain a solder 4 completely filling the initial clearance, and participating in the formation of an assembly 6 comprising the two elements 1 and 2 fixedly assembled by this solder 4, and possibly with the aid of other solders (not shown) . In this regard, it is noted that the assembly clearance 3 can extend around a closed line surrounding the element 1. In such a case, it is possible that several cords are arranged on the game, all around of the aforementioned line, so as to subsequently create several solders located in the continuity of the others.
Enfin, sur la figure 1c, il a été représenté schématiquement les particules de nickel 22 qui ne sont pas entrées en fusion durant l'étape de chauffage. Ces particules 22 se présentent alors sous forme de nodules de rayons plus faibles que les rayons des mêmes particules rencontrées dans la composition de métal d'apport avant le brasage, et sont à présent réparties sensiblement uniformément au sein d'un bloc solide métallique 10 constitué par l'alliage à base de nickel NiCrBSi, et provenant du refroidissement de la poudre d'alliage à base de nickel NiCrBSi qui était quant à elle en fusion durant l'étape de chauffage. A titre indicatif, les particules de nickel 22 au sein de la brasure 4 peuvent disposer d'un diamètre de l'ordre de 63 pm. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier au procédé de brasage et la composition de métal d'apport qui viennent d'être décrits, uniquement à titre d'exemples non limitatifs.15 Finally, in Figure 1c, there is shown schematically the nickel particles 22 which did not melt during the heating step. These particles 22 are then in the form of nodules of smaller radii than the rays of the same particles encountered in the solder composition before soldering, and are now distributed substantially uniformly within a metallic solid block 10 constituted by the NiCrBSi nickel-based alloy, and from the cooling of NiCrBSi nickel-based alloy powder which was melt during the heating step. As an indication, the nickel particles 22 within the solder 4 may have a diameter of the order of 63 pm. Of course, various modifications may be made by those skilled in the art to the brazing process and the solder composition which have just been described, solely as non-limiting examples.
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0650130A FR2896175B1 (en) | 2006-01-16 | 2006-01-16 | SUPPLY METAL COMPOSITION COMPRISING A POWDER MIXTURE AND SOLDERING METHOD USING THE SAME |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0650130A FR2896175B1 (en) | 2006-01-16 | 2006-01-16 | SUPPLY METAL COMPOSITION COMPRISING A POWDER MIXTURE AND SOLDERING METHOD USING THE SAME |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2896175A1 true FR2896175A1 (en) | 2007-07-20 |
| FR2896175B1 FR2896175B1 (en) | 2008-03-28 |
Family
ID=37076257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR0650130A Active FR2896175B1 (en) | 2006-01-16 | 2006-01-16 | SUPPLY METAL COMPOSITION COMPRISING A POWDER MIXTURE AND SOLDERING METHOD USING THE SAME |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2896175B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013128124A1 (en) | 2012-03-02 | 2013-09-06 | Snecma | Process for joining two metal parts by braze-welding |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB890998A (en) * | 1957-12-24 | 1962-03-07 | Gen Electric | Improvements in metallic powder mixture for brazing |
| US3632319A (en) * | 1969-07-11 | 1972-01-04 | Gen Electric | Diffusion bonding of superalloy members |
| EP1226896A2 (en) * | 2001-01-29 | 2002-07-31 | General Electric Company | Nickel-base braze material and braze repair method |
-
2006
- 2006-01-16 FR FR0650130A patent/FR2896175B1/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB890998A (en) * | 1957-12-24 | 1962-03-07 | Gen Electric | Improvements in metallic powder mixture for brazing |
| US3632319A (en) * | 1969-07-11 | 1972-01-04 | Gen Electric | Diffusion bonding of superalloy members |
| EP1226896A2 (en) * | 2001-01-29 | 2002-07-31 | General Electric Company | Nickel-base braze material and braze repair method |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013128124A1 (en) | 2012-03-02 | 2013-09-06 | Snecma | Process for joining two metal parts by braze-welding |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2896175B1 (en) | 2008-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0904881B1 (en) | Assembling or build-up diffusion brazing method of titanium aluminide workpieces | |
| EP2601008B1 (en) | Composite powder for assembling or resurfacing of parts made of a superalloy by diffusion welding | |
| CA2096916C (en) | A superalloy part comprising a deposit and process for realizing the deposit | |
| CA2350655C (en) | Method for making self-brazing components using powder metallurgy | |
| FR2753992A1 (en) | WEAR JOINT ASSEMBLY | |
| EP0075497A1 (en) | Diffusion brazing of superalloy workpieces | |
| FR3044944A1 (en) | DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING A THREE-DIMENSIONAL PIECE BY SELECTIVE FUSION ON A POWDER BED | |
| CA2967168A1 (en) | Method for manufacturing a part for a turbomachine | |
| FR2978070A1 (en) | Repairing turbine engine part e.g. blade, comprises forming preform by selective melting of powder containing base material, maintaining preform in part by laser pointing, and degreasing and/or pickling a surface of preform to be brazed | |
| EP3354769A1 (en) | Method for manufacturing parts made by powder metallurgy comprising the application of a coating | |
| EP3976844B1 (en) | Aluminum-based alloy having improved mechanical strength in ageing at high temperatures and adapted to rapid solidification | |
| EP2819800B1 (en) | Brazing method of metal components | |
| EP1522368A1 (en) | Soldering process under a gas pressure less than 10-2 Pa of a stator vane of a turbomachine made in titanium alloy | |
| CA2640219C (en) | Process for touching up metal parts | |
| FR2896175A1 (en) | Filler metal compound containing mixture of nickel-chromium-boron silicon alloy and pure nickel powders for improved brazing of elements in turbojet engines | |
| EP3368244B1 (en) | Method for producing a sealing component with a body made of boron-containing superalloy and coated | |
| FR3105035A1 (en) | A method of manufacturing a turbomachine blade and a turbomachine blade | |
| EP0515239A1 (en) | Method of making a metallic coating on a ceramic composite SiC/SiC | |
| FR2949366A1 (en) | Low pressure turbine's fixed or movable blade i.e. nozzle blade, repairing method for aeronautical turbojet engine, involves assembling replacement part on blade by welding/soldering, where part is formed by metal powder injection molding | |
| WO2023105162A1 (en) | Metal powder for powder bed-based additive manufacturing method | |
| WO2023105150A1 (en) | Metal powder for a powder bed additive manufacturing process | |
| WO2020245551A1 (en) | Method for manufacturing a turbomachine part by mim molding | |
| BE1004281A6 (en) | Method for producing a thin wire made of a fragile metallic material | |
| FR3106290A1 (en) | Structural and / or acoustic panel for an aircraft propulsion system | |
| FR3127144A1 (en) | Process for manufacturing a bi-material aeronautical part |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 11 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 12 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 13 |
|
| CD | Change of name or company name |
Owner name: SAFRAN AIRCRAFT ENGINES, FR Effective date: 20170717 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 15 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 16 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 17 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 18 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 19 |