CN109967852B - 一种CoCrCuFeNi高熵合金的扩散焊连接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种CoCrCuFeNi高熵合金的扩散焊连接方法，将厚度一致的Ti、Cu、Ni、Co、Sn箔放置于待焊的CoCrCuFeNi高熵合金母材之间，施加压力，在真空下通过高温加热完成扩散焊接。本发明CoCrCuFeNi高熵合金经扩散焊后合金具有较高的强度和塑性。能够确保CoCrCuFeNi高熵合金在工程应用过程中能够有效连接。

Description

一种CoCrCuFeNi高熵合金的扩散焊连接方法
技术领域
本发明涉及一种扩散焊连接方法，特别是一种CoCrCuFeNi高熵合金的扩散焊连接方法。
背景技术
高熵合金是一种全新的合金体系。它的特征是合金的整体组织由全固溶相组成，成分上整个合金由多种原子比相等的元素构成，取代了传统材料以某一种合金元素为主的设计理念。这种合金由于是全固溶的心立方或面心立方结构，没有出现脆性的金属间化合物，从而形成了优异的力学性能。其性能，如强度、硬度、耐磨耐蚀性、热阻、电阻，磁学性能等都比较优异。CoCrCuFeNi作为最早被研究的高熵合金体系，具有优异的韧性，较好的强度，应用前景广泛。但有关该合金的扩散焊所开展的研究工作较少，限制了该合金的工程应用。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种CoCrCuFeNi高熵合金的扩散焊连接方法。该方法能够确保合金在工程应用过程中能够有效连接。
本发明的技术方案：一种CoCrCuFeNi高熵合金的扩散焊连接方法，将Ti、Cu、Ni、Co、Sn箔放置于待焊的CoCrCuFeNi高熵合金母材之间，施加压力，在真空下通过高温加热、保温完成扩散焊接。
前述的CoCrCuFeNi高熵合金的扩散焊连接方法中，焊接前，将待焊的CoCrCuFeNi高熵合金母材用砂纸打磨，然后用超声清洗30分钟后烘干。
前述的CoCrCuFeNi高熵合金的扩散焊连接方法中，焊接前将Ti、Cu、Ni、Co、Sn箔分别用砂纸打磨后，用超声清洗30分钟后烘干。
前述的CoCrCuFeNi高熵合金的扩散焊连接方法中，Ti、Cu、Ni、Co、Sn箔厚度一致，其厚度为15-60μm。
前述的CoCrCuFeNi高熵合金的扩散焊连接方法中，所述Ti、Cu、Ni、Co、Sn箔的排列顺序为：Ti/Cu/Ni/Co/Sn/Co/Ni/Cu/Ti，或Ti/Cu/Ni/Sn/Co/Sn/Ni/Cu/Ti，或Ti/Cu/Sn/Co/Ni/Co/Sn/Cu/Ti，或者Ti/Ni/Sn/Co/Cu/Co/Sn/Ni/Ti。
前述的CoCrCuFeNi高熵合金的扩散焊连接方法中，焊接过程中施加的压力为10-20MPa。
前述的CoCrCuFeNi高熵合金的扩散焊连接方法中，焊接过程中的焊接温度为600-1200℃。
前述的CoCrCuFeNi高熵合金的扩散焊连接方法中，焊接过程中的真空度为10-4-1Pa。
前述的CoCrCuFeNi高熵合金的扩散焊连接方法中，焊接过程中，保温时间为10分钟-120分钟。
本发明的有益效果：与现有技术相比，使用本发明的CoCrCuFeNi高熵合金的扩散焊连接方法焊接后具有较高的强度和塑性。申请人分别测试实施例1、2、3所焊接的CoCrCuFeNi高熵合金和高熵合金母材强度和塑性值，每组测10次，测试结果取平均值，并记录测试结果，见表1。
表1性能测试结果
Figure BDA0002018899930000021
由表1可知，实施例1、2和3焊接后的CoCrCuFeNi高熵合金力学性能接近母材。
综上，本发明CoCrCuFeNi高熵合金经扩散焊后合金具有较高的强度和塑性，能够确保CoCrCuFeNi高熵合金在工程应用过程中能够有效连接。
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例1：
尺寸为150×100×10毫米的两块CoCrCuFeNi高熵合金母材扩散焊连接。
将CoCrCuFeNi高熵合金母材表面用砂纸打磨，用超声清洗30分钟后烘干。将20μm厚的Ti、Cu、Ni、Co以及Sn箔用砂纸打磨，超声清洗30分钟后烘干，按照Ti/Cu/Ni/Co/Sn/Co/Ni/Cu/Ti的顺序夹于两块待焊的CoCrCuFeNi高熵合金母材之间，置于扩散焊设备中，施加10MPa的压力，在真空度10-4Pa下，升温至900℃，保温30分钟后，随炉冷却，完成焊接。
本发明的实施例2：
尺寸为1500×100×5毫米的两块CoCrCuFeNi高熵合金母材扩散焊连接。
将CoCrCuFeNi高熵合金母材表面用砂纸打磨，用超声清洗30分钟后烘干。将35μm厚的Ti、Cu、Ni、Co以及Sn箔用砂纸打磨，超声清洗30分钟后烘干，按照Ti/Cu/Ni/Sn/Co/Sn/Ni/Cu/Ti的顺序夹于两块待焊的CoCrCuFeNi高熵合金母材之间，置于扩散焊设备中，施加15MPa的压力，在真空度10-3Pa下，升温至1000℃，保温50分钟后，随炉冷却，完成焊接。
本发明的实施例3：
尺寸为1000×200×15毫米的两块CoCrCuFeNi高熵合金母材扩散焊连接。
将CoCrCuFeNi高熵合金母材表面用砂纸打磨，用超声清洗30分钟后烘干。将40μm厚的Ti、Cu、Ni、Co以及Sn箔用砂纸打磨，超声清洗30分钟后烘干，按照Ti/Cu/Sn/Co/Ni/Co/Sn/Cu/Ti的顺序夹于两块待焊的CoCrCuFeNi高熵合金母材之间，置于扩散焊设备中，施加18MPa的压力，在真空度10-2Pa下，升温至1100℃，保温60分钟后，随炉冷却，完成焊接。
本发明的实施例4：
尺寸为800×100×20毫米的两块CoCrCuFeNi高熵合金母材扩散焊连接。
将CoCrCuFeNi高熵合金母材表面用砂纸打磨，用超声清洗30分钟后烘干。将45μm厚的Ti、Cu、Ni、Co以及Sn箔用砂纸打磨，超声清洗30分钟后烘干，按照Ti/Ni/Sn/Co/Cu/Co/Sn/Ni/Ti的顺序夹于两块待焊的CoCrCuFeNi高熵合金母材之间，置于扩散焊设备中，施加20MPa的压力，在真空度10-1Pa下，升温至1200℃，保温50分钟后，随炉冷却，完成焊接。经力学性能测试，焊接接头的抗拉强度401MPa，延伸率28.5％。
本发明的实施例5：
尺寸为800×100×20毫米的两块CoCrCuFeNi高熵合金母材扩散焊连接。
将CoCrCuFeNi高熵合金母材表面用砂纸打磨，用超声清洗30分钟后烘干。将60μm厚的Ti、Cu、Ni、Co以及Sn箔用砂纸打磨，超声清洗30分钟后烘干，按照Ti/Ni/Sn/Co/Cu/Co/Sn/Ni/Ti的顺序夹于两块待焊的CoCrCuFeNi高熵合金母材之间，置于扩散焊设备中，施加19MPa的压力，在真空度1Pa下，升温至600℃，保温120分钟后，随炉冷却，完成焊接。经力学性能测试，焊接接头的抗拉强度388MPa，延伸率27.9％。

Claims (7)

1.一种CoCrCuFeNi高熵合金的扩散焊连接方法，其特征在于：将Ti、Cu、Ni、Co、Sn箔放置于待焊的CoCrCuFeNi高熵合金母材之间，施加压力，在真空下通过高温加热、保温完成扩散焊接，焊接过程中的焊接温度为600-1200℃；
所述Ti、Cu、Ni、Co、Sn箔的排列顺序为：Ti/Cu/Ni/Co/Sn/Co/Ni/Cu/Ti，或Ti/Cu/Ni/Sn/Co/Sn/Ni/Cu/Ti，或Ti/Cu/Sn/Co/Ni/Co/Sn/Cu/Ti，或者Ti/Ni/Sn/Co/Cu/Co/Sn/Ni/Ti。
2.根据权利要求1所述的CoCrCuFeNi高熵合金的扩散焊连接方法，其特征在于：焊接前，将待焊的CoCrCuFeNi高熵合金母材用砂纸打磨，然后用超声清洗30分钟后烘干。
3.根据权利要求1所述的CoCrCuFeNi高熵合金的扩散焊连接方法，其特征在于：焊接前将Ti、Cu、Ni、Co、Sn箔分别用砂纸打磨后，用超声清洗30分钟后烘干。
4.根据权利要求1所述的CoCrCuFeNi高熵合金的扩散焊连接方法，其特征在于：Ti、Cu、Ni、Co、Sn箔厚度一致，其厚度为15—60μm。
5.根据权利要求1所述的CoCrCuFeNi高熵合金的扩散焊连接方法，其特征在于：焊接过程中施加的压力为10—20MPa。
6.根据权利要求1所述的CoCrCuFeNi高熵合金的扩散焊连接方法，其特征在于：焊接过程中的真空度为10-4—1Pa。
7.根据权利要求1所述的CoCrCuFeNi高熵合金的扩散焊连接方法，其特征在于：焊接过程中，保温时间为10分钟—120分钟。
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