CN101747074A - 一种不锈钢与陶瓷的封接方法 - Google Patents

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赵淑艳
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Abstract

本发明涉及金属冶金，具体说是一种不锈钢与陶瓷的封接方法。包括如下步骤：a.碱洗法去除不锈钢件油脂、污垢；b.将步骤a所得不锈钢件进行电解处理；c.将步骤b所得不锈钢件镀镍后进氢气炉或真空炉内，烧至800℃，保温20分钟，然后待温度降至50℃时出炉；d.金属化陶瓷件；e.将步骤c所得不锈钢件和步骤d所得陶瓷件叠放，保持不锈钢件和陶瓷件动配合状态，间隙在0.05～0.10mm之间，然后在焊料流入上方放入Ag-Cu焊料；炉温生温控制在每15分钟150℃，升至780℃时，焊料全面流散后，保温5分钟，降温，降温速度和升温速度相同。按上述方案制备的零件，在真空条件下不放气、无磁、具有良好的腐蚀性、耐热性、低温强度和机械特性，而且材料价格适中。

Description

一种不锈钢与陶瓷的封接方法
技术领域
本发明涉及金属冶金，具体说是一种不锈钢与陶瓷的封接方法。
背景技术
陶瓷已成为现代高技术材料的重要组成部分，陶瓷与金属异种材料的焊接和应用也日益受到人们的高度重视。目前，公知的国内产业化的封接产品大体是采用陶瓷与铁镍合金、无氧铜、钨、钼、膨胀合金等，对这些金属除一般要求外，主要是要求线膨胀系数与陶瓷接近，但是这些材料属于稀有金属，价格比较昂贵，从而造成产品成本比较高。
发明内容
为了克服上述缺点，本发明的目的是提供一种不锈钢与陶瓷的封接方法，具体步骤如下：
a.碱洗法去除不锈钢件油脂、污垢；
b.将步骤a所得不锈钢件进行电解处理；
c.将步骤b所得不锈钢件镀镍后进氢气炉或真空炉内，烧至800℃，保温20分钟，然后待温度降至50℃时出炉；
d.金属化陶瓷件；
e.将步骤c所得不锈钢件和步骤d所得陶瓷件竖直，保持不锈钢件和陶瓷件接触面间隙在0.1～0.2mm之间，然后在间隙上方放入Ag-Cu焊料；放入氢气炉内，炉温生温控制在每15分钟150℃，升至780℃时，焊料全面流散后，保温5分钟，降温，降温速度和升温速度相同。
所述金属化陶瓷件是采用活性Mo-Mn法：金属化膏的配方组成为Mo45％，MnO18.2％，Al2O320.9％，SiO212.1％，CaO2.2％，MgO1.1％，Fe2O3 0.5％，将各种料的粉末按比例称好，加入硝棉溶液、醋酸丁酯、草酸二乙酯后经球磨稀释后涂覆。
所述不锈钢件进行电解处理是把不锈钢件作为阳极，阴极用铅制成，电解液配方及抛光规范为：正磷酸(H3PO4)65％，硫酸(H2SO4)15％，铬酐(CrO3)6％，去离子水14％，电流密度0.2A/cm2～0.5A/cm2，电压6V～12V，工作温度75℃，时间5min～10min；电抛光后，将零件放入2％～5％氨水内中和15s～20s，再用水清洗，无水乙醇脱水，烘干；以去除表面氧化皮。
所述碱洗法是把不锈钢件浸入浓度为50g/L～100g/L、温度为60℃氢氧化钠(NaOH)中2～4小时，取出后立即在温水中彻底清洗，然后再用冷水清洗，无水乙醇脱水，烘干，去除油脂、污垢后进行电解处理。
所述不锈钢的壁厚应在0.5mm之内。
本方案具在真空条件下不放气、无磁、具有良好的腐蚀性、耐热性、低温强度和机械特性，价格适中(与铁镍合金相比价格只是它的百分之十)等特点，目前不少科技领域中都有此需求，因此，解决不锈钢与陶瓷封接钎焊是有着广阔的潜在市场。
附图说明
图1是本发明实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例，具体说明本发明。
如图1所示，图中1、3为不锈钢，2为陶瓷。
实施例1
a.把不锈钢件浸入浓度为50g/L、温度为60℃氢氧化钠(NaOH)中4小时，取出后立即在温水中彻底清洗，然后再用冷水清洗，无水乙醇脱水，烘干，去除油脂、污垢；
b.将步骤a所得不锈钢件1、3作为阳极，阴极用铅制成，电解液配方及抛光规范为：正磷酸(H3PO4)65％，硫酸(H2SO4)15％，铬酐(CrO3)6％，去离子水14％，电流密度0.2A/cm2，电压12V，工作温度75℃，时间5min；电抛光后，将零件放入5％氨水内中和20s，再用水清洗，无水乙醇脱水，烘干；以去除表面氧化皮；
c.将步骤b所得不锈钢件1、3镀镍后进氢气炉内烧至800℃，保温20分钟，然后待温度降至50℃时出炉，使不锈钢件1、3退火，释放应力；
d.金属化陶瓷件是采用活性Mo-Mn法：金属化膏的配方组成为Mo45％，MnO18.2％，Al2O320.9％，SiO212.1％，CaO2.2％，MgO1.1％，Fe2O3 0.5％，将各种料的粉末按比例称好，加入硝棉溶液、醋酸丁酯、草酸二乙酯后经球磨稀释后用毛刷涂覆。
e.将步骤c所得不锈钢件1、3和步骤d所得陶瓷件2两端各留间隙D释放应力，D取值0.3mm，与陶瓷件2配合处不锈钢1、3的壁厚应在0.5mm之内，以防止焊接加热时产生应力；不锈钢1、3与陶瓷件2竖直，保持动配合状态，间隙在0.08mm，然后在间隙上方放入Ag-Cu焊料；放入氢气炉内，炉温生温控制在每15分钟150℃左右，升至780℃时，焊料全面流散后，保温5分钟，降温，降温速度和升温速度相同。
实施例2
a.把不锈钢件浸入浓度为100g/L、温度为60℃氢氧化钠(NaOH)中2小时，取出后立即在温水中彻底清洗，然后再用冷水清洗，无水乙醇脱水，烘干，去除油脂、污垢；
b.将步骤a所得不锈钢件1、3作为阳极，阴极用铅制成，电解液配方及抛光规范为：正磷酸(H3PO4)65％，硫酸(H2SO4)15％，铬酐(CrO3)6％，去离子水14％，电流密度0.5A/cm2，电压6V，工作温度75℃，时间10min；电抛光后，将零件放入5％氨水内中和15s，再用水清洗，无水乙醇脱水，烘干；以去除表面氧化皮；
c.将步骤b所得不锈钢件1、3镀镍后进氢气炉内烧至800℃，保温20分钟，然后待温度降至50℃时出炉，使不锈钢件1、3退火，释放应力；
d.金属化陶瓷件是采用活性Mo-Mn法：金属化膏的配方组成为Mo45％，MnO18.2％，Al2O320.9％，SiO212.1％，CaO2.2％，MgO1.1％，Fe2O3 0.5％，将各种料的粉末按比例称好，加入硝棉溶液、醋酸丁酯、草酸二乙酯后经球磨稀释后用毛刷涂覆。
e.将步骤c所得不锈钢件1、3和步骤d所得陶瓷件陶瓷件2两端各留间隙D，D取值1.0mm，与陶瓷件2配合处不锈钢1、3的壁厚应在0.5mm之内，以防止焊接加热时产生应力；不锈钢1、3与陶瓷件2竖直，保持动配合状态，间隙在0.1mm，然后在间隙上方放入Ag-Cu焊料；放入氢气炉内，炉温生温控制在每15分钟150℃左右，升至780℃时，焊料全面流散后，保温5分钟，降温，降温速度和升温速度相同。
实施例3
a.把不锈钢件浸入浓度为75g/L、温度为60℃氢氧化钠(NaOH)中3小时，取出后立即在温水中彻底清洗，然后再用冷水清洗，无水乙醇脱水，烘干，去除油脂、污垢；
b.将步骤a所得不锈钢件1、3作为阳极，阴极用铅制成，电解液配方及抛光规范为：正磷酸(H3PO4)65％，硫酸(H2SO4)15％，铬酐(CrO3)6％，去离子水14％，电流密度0.4A/cm2，电压8V，工作温度75℃，时间8min；电抛光后，将零件放入4％氨水内中和13s，再用水清洗，无水乙醇脱水，烘干；以去除表面氧化皮；
c.将步骤b所得不锈钢件1、3镀镍后进真空炉内烧至800℃，保温20分钟，然后待温度降至50℃时出炉，使不锈钢件1、3退火，释放应力；
d.金属化陶瓷件是采用活性Mo-Mn法：金属化膏的配方组成为Mo45％，MnO18.2％，Al2O320.9％，SiO212.1％，CaO2.2％，MgO1.1％，Fe2O 30.5％，将各种料的粉末按比例称好，加入硝棉溶液、醋酸丁酯、草酸二乙酯后经球磨稀释后用毛刷涂覆。
e.将步骤c所得不锈钢件1、3和步骤d所得陶瓷件陶瓷件2两端各留间隙D，D取值0.8mm，与陶瓷件2配合处不锈钢1、3的壁厚应在0.5mm之内，以防止焊接加热时产生应力；不锈钢1、3与陶瓷件2竖直，保持动配合状态，间隙在0.10mm，然后在间隙上方放入Ag-Cu焊料；放入氢气炉内，炉温生温控制在每15分钟150℃左右，升至780℃时，焊料全面流散后，保温5分钟，降温，降温速度和升温速度相同。
按上述方案制备的零件，在真空条件下不放气、无磁、具有良好的腐蚀性、耐热性、低温强度和机械特性，而且材料价格适中。

Claims (5)

1.一种不锈钢与陶瓷的封接方法，其特征在于包括如下步骤：
a.碱洗法去除不锈钢件油脂、污垢；
b.将步骤a所得不锈钢件进行电解处理；
c.将步骤b所得不锈钢件镀镍后进氢气炉或真空炉内，烧至800℃，保温20分钟，然后待温度降至50℃时出炉；
d.金属化陶瓷件；
e.将步骤c所得不锈钢件和步骤d所得陶瓷件竖直，保持不锈钢件和陶瓷件接触面间隙在0.1～0.2mm之间，然后在间隙上方放入Ag-Cu焊料；放入氢气炉内，炉温生温控制在每15分钟150℃，升至780℃时，焊料全面流散后，保温5分钟，降温，降温速度和升温速度相同。
2.根据权利要求1所述的封接方法，其特征在于：所述金属化陶瓷件是采用活性Mo-Mn法：金属化膏的配方组成为Mo45％，MnO18.2％，Al2O320.9％，SiO212.1％，CaO2.2％，MgO1.1％，Fe2O30.5％，将各种料的粉末按比例称好，加入硝棉溶液、醋酸丁酯、草酸二乙酯后经球磨稀释后涂覆。
3.根据权利要求1所述的封接方法，其特征在于：所述不锈钢件进行电解处理是把不锈钢件作为阳极，阴极用铅制成，电解液配方及抛光规范为：正磷酸(H3PO4)65％，硫酸(H2SO4)15％，铬酐(CrO3)6％，去离子水14％，电流密度0.2A/cm2～0.5A/cm2，电压6V～12V，工作温度75℃，时间5min～10min；电抛光后，将零件放入2％～5％氨水内中和15s～20s，再用水清洗，无水乙醇脱水，烘干；以去除表面氧化皮。
4.根据权利要求1所述的封接方法，其特征在于：所述碱洗法是把不锈钢件浸入浓度为50g/L～100g/L、温度为60℃氢氧化钠(NaOH)中2～4小时，取出后立即在温水中彻底清洗，然后再用冷水清洗，无水乙醇脱水，烘干，去除油脂、污垢后进行电解处理。
5.根据权利要求1所述的封接方法，其特征在于：所述不锈钢的壁厚应在0.5mm之内。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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