La propreté et la résistance aux projections sont les deux principales propriétés de la brasure sous vide AgCu28. La teneur en oxygène des matières premières Ag et Cu influe directement sur la résistance aux projections. Le cuivre est généralement du cuivre sans oxygène. Selon la norme nationale GB/T5231-1985, sa teneur en oxygène est ≤ 0,0020 % (fraction massique), ce qui permet de répondre aux exigences de production de la brasure sous vide AgCu28. Concernant l'argent, la poudre d'argent issue de lingots d'argent commercialisés ou recyclés par les entreprises de production présente une teneur en oxygène significative, comprise entre 0,0010 % et 0,0020 %, voire supérieure à 0,0100 %. Cependant, la poudre d'argent issue de matériaux recyclés présente une teneur en oxygène plus élevée, généralement comprise entre 0,0250 % et 0,0300 %. Il est donc nécessaire de procéder à un dégazage de l'argent. Cet article étudie le processus de dégazage de l'argent de la soudure sous vide AgCu28.
Résultats des tests et analyses
1.1 Dégazage des lingots d'argent
1.1.1 Dégazage par fusion sous vide.
Un four de fusion à induction sous vide de 25 kg et trois fours de fusion à creuset en corindon de 14 kg chacun sont utilisés. Le vide est de 1,2 Pa. Les temps d'isolation et de dégazage sont de 10, 15 et 20 minutes. Le refroidissement et la coulée sont effectués, puis la teneur en oxygène des lingots est analysée. Les
lingots d'argent traités selon ce procédé sont mélangés à du cuivre exempt d'oxygène pour obtenir une brasure sous vide AgCu28. Des échantillons sont prélevés et leur propreté et leur éclaboussure sont analysées conformément à la norme nationale GB/T 4907-1985. Les résultats sont présentés dans le tableau 1.
Tableau 1 Effet de dégazage de la méthode de fusion sous vide et son influence sur les performances de l'AgCu28
| Non. |
Temps d'isolation et de dégazage/min |
Teneur en oxygène/fraction massique % |
La propreté de l'AgCu28 |
Les éclaboussures d'AgCu28 |
| 0 |
(lingots d'argent) |
0,0160 |
— |
— |
| 1 |
10 |
0,0100 |
Ⅰ |
Sans réserve |
| 2 |
15 |
0,0060 |
Ⅰ |
Sans réserve |
| 3 |
20 |
0,0040 |
Ⅰ |
B |
D'après le tableau 1, la méthode de fusion sous vide peut être utilisée pour la désoxydation. Lorsque le temps d'isolation et de dégazage est inférieur à 20 minutes, les projections ne répondent pas aux exigences de la norme. À mesure que le temps d'isolation et de dégazage augmente, la teneur en oxygène du lingot d'argent diminue progressivement. Selon cette tendance, si le temps d'isolation et de dégazage est prolongé, la teneur en oxygène du lingot d'argent peut descendre en dessous de 0,0020 %, ce qui permet de répondre aux exigences de production de la brasure sous vide AgCu28. Théoriquement, pendant la fusion, l'oxygène dissous dans la solution métallique peut pénétrer dans le gaz depuis la surface du liquide, et l'oxygène de la phase gazeuse est extrait du four. Idéalement, ce processus devrait se poursuivre indéfiniment, mais en raison de facteurs tels que le degré de vide et la température, il ne peut atteindre qu'un état d'équilibre dynamique. Par conséquent, en maintenant un degré de vide élevé et un temps d'isolation et de dégazage long, la teneur en oxygène du lingot d'argent peut être maintenue en dessous de 0,0020 %. Français Cependant, compte tenu de l'efficacité réelle de la production et de la consommation de matières premières, cette méthode est non seulement longue, mais augmente également la volatilisation de l'argent sous vide poussé, ce qui augmente la consommation de matières premières et pollue l'équipement sous vide. Par conséquent, cette méthode n'est pas recommandée dans la production pratique.
1.1.2 Dégazage par la méthode du charbon actif
En utilisant un four de fusion à induction sous vide de 25 kg et un creuset en corindon, ajoutez du charbon actif (charbon actif granulaire et charbon actif en poudre dans trois fours), avec un degré de vide de 1,2 Pa, et des temps d'isolation et de dégazage de 10 min, 15 min et 20 min, respectivement avant le refroidissement et la coulée. Ensuite, analysez la teneur en oxygène du lingot. Le lingot d'argent traité par le procédé ci-dessus est mélangé avec du cuivre sans oxygène pour fabriquer une brasure sous vide AgCu28. Prélevez des échantillons du lingot d'alliage et analysez la propreté et les éclaboussures conformément aux dispositions de la norme nationale GB/T 4907-1985. Les résultats sont présentés dans le tableau 2.
Tableau 2 Effet de dégazage de la méthode au charbon actif et son influence sur les performances de l'AgCu28
| Non. |
Temps d'isolation et de dégazage/min |
Teneur en oxygène/fraction massique % |
La propreté de l'AgCu28 |
Les éclaboussures d'AgCu28 |
| Charbon actif granulaire |
Charbon actif en poudre |
Charbon actif granulaire |
Charbon actif en poudre |
Charbon actif granulaire |
Charbon actif en poudre |
| 0 |
(lingots d'argent) |
160 |
— |
— |
| 1 |
5 |
50 |
35 |
Ⅰ |
Ⅰ |
UN |
UN |
| 2 |
10 |
30 |
15 |
Ⅱ |
Ⅰ |
UN |
UN |
| 3 |
15 |
20 |
8 |
Ⅰ |
Ⅱ |
UN |
UN |
D'après le tableau 2, le dégazage au charbon actif, granulaire ou en poudre, présente un meilleur effet que la fusion sous vide, et le charbon actif en poudre est plus performant que le charbon actif granulaire.
Théoriquement, après ajout de charbon actif, les réactions chimiques suivantes se produisent :
C+O↑=CO↑
2C+O↑=2CO↑.
La solubilité du CO et du CO↑ dans l'argent est inférieure à celle de l'oxygène, ce qui facilite son extraction du four sous vide et améliore son dégazage. De plus, la surface de contact du charbon actif granulaire avec l'oxygène étant bien plus petite que celle du charbon actif en poudre, la surface de contact du charbon actif granulaire avec l'oxygène est plus faible. Parallèlement, la réaction entre le charbon actif granulaire et l'oxygène est insuffisante, ce qui empêche d'obtenir un bon dégazage. Si le temps d'isolation et de dégazage est prolongé, le charbon actif granulaire et le charbon actif en poudre devraient avoir un effet de désoxydation équivalent.
1.1.3 Dégazage par fusion sous vide en creuset de graphite.
On utilise un four de fusion à induction sous vide de 25 kg, un creuset en graphite (haute pureté, haute résistance, haute densité), un degré de vide de 1,2 Pa, une isolation et un temps de dégazage de 10 min, 15 min et 20 min respectivement, puis on refroidit et on coule, puis on analyse la teneur en oxygène du lingot. Les lingots d'argent traités par le procédé ci-dessus sont mélangés à du cuivre exempt d'oxygène pour fabriquer de la brasure sous vide AgCu28. Des échantillons des lingots d'alliage sont prélevés et leur propreté et leurs projections sont analysées conformément aux dispositions de la norme nationale GB/T 4907-1985. Les résultats sont présentés dans le tableau 3.
Tableau 3 Effet de dégazage de la méthode de fusion en creuset en graphite sous vide et son influence sur les propriétés de l'AgCu28
| Non. |
Temps d'isolation et de dégazage/min |
Teneur en oxygène/fraction massique % |
La propreté de l'AgCu28 |
Les éclaboussures d'AgCu28 |
| 0 |
(lingots d'argent) |
160 |
— |
— |
| 1 |
10 |
35 |
Ⅰ |
UN |
| 2 |
15 |
16 |
Ⅱ |
UN |
| 3 |
20 |
8 |
Ⅰ |
UN |
D'après le tableau 3, l'utilisation d'un creuset en graphite (haute pureté, haute résistance et haute densité) pour dégazer les lingots d'argent produit le même effet que l'ajout de charbon actif. Cependant, la volatilisation du carbone dans le creuset est faible pendant l'expérience et l'équipement sous vide est quasiment exempt de pollution, garantissant ainsi la propreté de la soudure sous vide AgCu28. Cette méthode permet non seulement un bon dégazage sans pollution, mais améliore également l'efficacité de la production et réduit les coûts. Elle est sans conteste la plus adaptée à la production pratique.
1.2 Dégazage de la poudre d'argent
1.2.1 Dégazage sous vide des lingots de poudre d'argent
Placer les lingots
de poudre d'argent (trois lingots de dimensions φ80mmx200mm) dans un four de recuit sous vide (température de 500 ℃, degré de vide de 2x10-3Pa) pendant 1 heure, 3 heures et 6 heures respectivement pour le dégazage. Analyser ensuite la teneur en oxygène du lingot de dégazage. Mélanger du cuivre sans oxygène avec les lingots de dégazage pour fabriquer de la soudure sous vide AgCu28 (trois fours). Prélever des échantillons des lingots d'alliage et analyser la propreté et les éclaboussures conformément à la norme nationale GB/T4907-1985 ; les résultats sont présentés dans le tableau 4.
Tableau 4 Effet de dégazage de la méthode de dégazage sous vide pour les lingots de poudre d'argent et son influence sur les performances de l'AgCu28
| Non. |
Temps d'isolation et de dégazage/min |
Teneur en oxygène/fraction massique % |
La propreté de l'AgCu28 |
Les éclaboussures d'AgCu28 |
| 0 |
（poudre d'argent） |
260 |
— |
— |
| 1 |
1 |
120 |
Ⅰ |
sans réserve |
| 2 |
3 |
90 |
Ⅰ |
sans réserve |
| 3 |
6 |
70 |
Ⅱ |
sans réserve |
D'après le tableau 4, le dégazage sous vide à l'aide de lingots de poudre d'argent n'a pas d'effet évident et prend du temps. Lorsque la poudre d'argent est pressée dans le lingot, de l'oxygène est comprimé à l'intérieur du lingot, pendant ce temps, un film dense se forme à la surface du lingot de poudre d'argent, ce qui rend difficile l'échappement du gaz pendant le dégazage, ce qui entraîne un faible effet de dégazage.
1.2.2 Dégazage sous vide de la poudre d'argent
Placer la poudre d'argent dans un four de recuit sous vide (température 500 ℃, degré de vide 2x10-3Pa) pendant 1 heure, 3 heures et 6 heures respectivement pour le dégazage. Ensuite, analyser la teneur en oxygène du lingot de dégazage. Mélanger du cuivre sans oxygène avec de la poudre d'argent dégazée pour fabriquer une brasure sous vide AgCu28 (trois fours). Des échantillons des lingots d'alliage sont prélevés et la propreté et les éclaboussures sont analysées conformément à la norme nationale GB/T4907-1985, et les résultats sont présentés dans le tableau 5.
Tableau 5 Effet de dégazage de la méthode de dégazage sous vide pour les lingots de poudre d'argent et son influence sur les performances de l'AgCu28
| Non. |
Temps d'isolation et de dégazage/min |
Teneur en oxygène/fraction massique % |
La propreté de l'AgCu28 |
Les éclaboussures d'AgCu28 |
| 0 |
（Poudre d'argent） |
260 |
— |
— |
| 1 |
1 |
40 |
Ⅰ |
UN |
| 2 |
3 |
20 |
Ⅱ |
UN |
| 3 |
6 |
9 |
Ⅰ |
UN |
D'après le tableau 5, le dégazage sous vide de la poudre d'argent est plus efficace. Avec un temps de maintien de 6 heures, la poudre d'argent répond parfaitement aux exigences de production de la brasure sous vide AgCu28. En effet, la poudre d'argent est meuble et le gaz s'échappe facilement sous vide.
1.2.3 Fusion et dégazage des lingots de poudre d'argent dans un creuset en graphite sous vide.
Placer le lingot de poudre d'argent dans un creuset en graphite d'un four de fusion sous vide (degré de vide de 1,2 Pa) pendant 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, 17 minutes et 20 minutes respectivement pour le dégazage. Analyser ensuite la teneur en oxygène du lingot. Mélanger le lingot d'argent traité et le cuivre exempt d'oxygène pour fabriquer la brasure sous vide AgCu28 (cinq fours). Prélever des échantillons du lingot d'alliage et analyser la propreté et les projections conformément à la norme nationale GB/T 4907-1985. Les résultats sont présentés dans le tableau 6.
Tableau 6 Effet de dégazage de la méthode de dégazage du creuset en graphite sous vide pour les lingots de poudre d'argent et son influence sur les performances de l'AgCu28
| Non. |
Temps d'isolation et de dégazage/min |
Teneur en oxygène/fraction massique % |
La propreté de l'AgCu28 |
Les éclaboussures d'AgCu28 |
| 0 |
（poudre d'argent） |
260 |
— |
— |
| 1 |
5 |
100 |
Ⅰ |
sans réserve |
| 2 |
10 |
80 |
Ⅰ |
sans réserve |
| 3 |
15 |
70 |
Ⅰ |
sans réserve |
| 4 |
17 |
40 |
Ⅰ |
sans réserve |
| 5 |
20 |
20 |
Ⅰ |
B |
D'après le tableau 6, l'effet de dégazage de la fusion en creuset graphite sous vide et de la méthode de dégazage des lingots de poudre d'argent est négligeable et chronophage. Lors de la fusion du lingot de poudre d'argent, de nombreuses bulles s'échappent, provoquant des éclaboussures de métal liquide et un court-circuit dans l'équipement sous vide. Cette méthode est déconseillée en production réelle.
1.3 Conclusion
（1）La fusion sous vide et le dégazage au charbon actif permettent tous deux d'obtenir des effets de désoxydation. Cependant, en raison de la forte volatilisation de l'argent et du carbone lors de la fusion sous vide, ces deux procédés contaminent gravement l'équipement sous vide et ne garantissent pas la propreté de la brasure sous vide AgCu28. Par conséquent, ils ne sont pas adaptés à une utilisation en production réelle.
（2）L'utilisation d'un creuset en graphite à trois niveaux pour la fusion sous vide des lingots d'argent offre un bon effet de désoxydation et une pollution minimale de l'équipement sous vide. Les lingots d'argent traités peuvent être utilisés pour la fabrication de brasure sous vide AgCu28, avec une performance d'éclaboussure de classe A et une propreté de classe I-II. Cette méthode répond pleinement aux exigences de production de la brasure sous vide AgCu28 et présente de faibles coûts de production.
(3) Les effets de désoxydation des lingots de poudre d'argent par dégazage sous vide et par fusion sous vide ne sont pas évidents. Cependant, leur mise en œuvre est longue et la fusion sous vide est nocive pour les équipements. Ces deux méthodes ne sont donc pas adaptées à la production.
(4) La méthode de dégazage sous vide de la poudre d'argent offre un bon effet de dégazage. La soudure sous vide AgCu28 produite atteint un grade A en termes de projection et une pureté de grade I à II, ce qui permet de produire de la soudure sous vide AgCu28.
