CN110977239B - 一种金铜基钎料及其焊接方法 - Google Patents
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Abstract
一种金铜基钎料及其焊接方法,所属焊接技术领域,具体为Au‑Cu‑Ti‑B/Mo/Au‑Cu‑Ti‑B复合型钎料,由Au箔、Cu箔、Mo箔和膏状钎料组成。金铜基钎料焊接方法:1)膏状钎料的制备;2)箔片的制备;3)SiCf/SiC和高温合金GH3536母材清理;4)膏状钎料涂覆;5)焊接件装配;6)焊接。本发明提出了一种金铜基钎料体系,能够实现SiCf/SiC与高温合金GH3536的有效焊接,并有效缓解因异质材料性能差异大导致的残余应力,获得满足基本技术指标的接头高温强度。
Description
技术领域
本发明属于焊接技术领域,具体涉及一种金铜基钎料及其焊接方法。
背景技术
碳化硅纤维增强碳化硅(SiCf/SiC)是通过特殊工艺手段复合SiC纤维以及SiC基体而获得的新型材料,具有耐高温、高强度、耐腐蚀、耐磨损、抗氧化等突出特点,同时用SiC纤维复合增强SiC基体在一定程度上克服了SiC本身抗弯曲性和断裂韧性差的缺点。因此,SiCf/SiC是理想的耐高温材料,适用于军事装置、卫星技术等多个领域;但SiCf/SiC加工性较差,极大限制了其在大尺寸样品、复杂形状构件上的应用,因此,在该材料的应用过程中,不可避免的存在着与高温合金的连接。
近年来,随着近代科学技术不断飞跃发展,航空航天、核能电子工业等领域对材料的高温性能提出了更高的要求,因此,实现SiCf/SiC与高温合金的可靠连接,并获得具有一定高温强度的焊接接头,具有广阔的应用前景和深刻的研究意义。然而,二者的焊接性较差,主要是因为以下三个方面:1、SiC的化学键主要以稳定的配位键为主,不易与钎料发生作用,因此常规钎料无法润湿SiC母材表面;2、SiCf/SiC与高温合金之间的热膨胀系数差异巨大,使得焊接过程中接头产生残余应力导致开裂;3、高温合金在较高钎焊温度下Ni元素会向液态钎料中扩散,扩散的大量Ni元素造成SiCf/SiC母材中Si元素与Ni元素过度反应形成硬脆相,从而造成钎焊接头失效。
本发明提供一种金铜基钎料及其焊接方法,能够实现SiCf/SiC与高温合金GH3536的有效焊接,并有效缓解因异质材料性能差异大导致的残余应力,获得满足基本技术指标的接头高温强度。
发明内容
为了解决现有SiCf/SiC与高温合金GH3536焊接过程中,常规钎料难以润湿SiCf/SiC,钎焊接头残余应力较大,以及SiCf/SiC中扩散的Ni元素与Si元素过度反应形成硬脆相等问题,本发明提供一种金铜基钎料及其焊接方法,从而获得具有一定室温、高温剪切强度的钎焊接头,其具体的技术方案如下:
本发明的一种金铜基钎料,具体为一种Au-Cu-Ti-B/Mo/Au-Cu-Ti-B复合型钎料,由Au箔、Cu箔、Mo箔和膏状钎料组成,Au箔、Cu箔和Mo箔质量比为Au:Cu:Mo=(195~200):(60~68):(96~150),所述膏状钎料为TiB粉和粘接剂的混合物,TiB粉和粘接剂质量比为TiB粉:粘接剂=1:(0.2~0.6),所述TiB粉由TiH粉和B粉制备,TiH粉和B粉质量比为TiH:B=(17.6~142):1;
所述的Au箔、Cu箔、Mo箔的纯度为99%以上;
所述的Mo箔厚度为50~100μm;
所述的Au箔厚度为50~100μm;
所述的Cu箔厚度为50~100μm;
所述的膏状钎料厚度为10~50μm;
所述的TiH粉、B粉的粒度为300目,纯度为99%以上;
所述的粘接剂为松油醇与无水乙醇的混合物,松油醇与无水乙醇的体积比为5:(1~5);
本发明的金铜基钎料焊接方法,包含如下步骤:
步骤1,膏状钎料的制备:
按照质量份数TiH:B=(17.6~142):1将TiH粉与B粉称量后置于球磨机中,加入无水乙醇,在氮气的保护下,进行球磨研磨,得到混合均匀的TiB粉末,然后将混合均匀的TiB粉末与粘接剂按1:(0.2~0.6)的质量比进行混合,得到膏状钎料,备用;
步骤2,箔片的制备:
依次用80#、400#、800#、1200#水砂纸将Au箔、Cu箔、Mo箔打磨光亮,然后按照SiCf/SiC母材待焊接面的尺寸进行裁剪,最后采用丙酮超声清洗20min,吹干备用;
步骤3,母材清理:
依次使用80#、400#、800#、1200#的水砂纸对SiCf/SiC和高温合金GH3536进行机械打磨,得到平整的母材待焊表面,然后采用蒸馏水超声清洗SiCf/SiC,采用丙酮超声清洗高温合金GH3536,最后在40℃~60℃温度下干燥20min~40min,得到清理后的SiCf/SiC和高温合金GH3536,备用;
步骤4,涂覆:
采用丝网印刷方法将步骤1制备的膏状钎料分别均匀涂覆在步骤3清理后的SiCf/SiC和高温合金GH3536待焊接表面,然后将涂覆后的SiCf/SiC和高温合金GH3536放置于干燥箱中,在40℃下干燥10min~30min,得到涂覆处理后的SiCf/SiC和高温合金GH3536;涂覆示意图如图1所示;
步骤5,装配:
将步骤2清理后的Au箔、Cu箔、Mo箔按照Au/Cu/Mo/Cu/Au的顺序依次放置在步骤4涂覆处理后的高温合金GH3536母材待焊接表面,然后将步骤4涂覆处理后的SiCf/SiC焊接面置于上方并对齐,形成待焊接件;装配示意图如图2所示;
步骤6,焊接:
将步骤5装配好的待焊件放置于真空炉中进行钎焊,在真空度为2×10-6乇的条件下,升温至975℃~1100℃,保温10min后按照7.5℃/min的降温速度冷却至室温,即完成利用Au-Cu-Ti-B/Mo/Au-Cu-Ti-B钎料体系对SiCf/SiC与高温合金GH3536的焊接;
上述的金铜基钎料焊接方法,其中:
所述步骤4中,丝网印刷方法的涂覆采用60目的金属丝网;
所述步骤5中,焊接件上添加压块施加0.5MPa~1MPa的焊接压力;
上述一种金铜基钎料及其焊接方法,适用于包括但不限于SiCf/SiC与高温合金GH3536的焊接,也适用于Cf/SiC与GH3536、SiCf/SiC与GH188、Cf/SiC与GH188、SiCf/SiC与GH3039、Cf/SiC与GH3039等高温合金和碳化硅陶瓷基复合材料的焊接。
本发明的一种金铜基钎料及其焊接方法,与现有技术相比,有益效果为:
一、本发明从SiCf/SiC与高温合金GH3536的使用环境出发,选择熔点较高,塑韧性较好的金铜基钎料,一方面能够有效的缓解接头由于热错配而引起较大的残余应力,另一方面,使得接头满足高温环境使用的需求。
二、本发明中钎料含有的活性元素Ti能够良好地与陶瓷发生反应,从而改善钎料对陶瓷的润湿情况;而B元素与Ti元素在钎焊过程中生成耐高温TiB晶须弥散分布在钎料层,能够有效地提高接头的耐高温性;同时弥散分布的晶须有利于缓解接头残余应力,阻止裂纹扩展,进一步提高接头在室温、高温条件下的剪切强度。
三、本发明所使用的Mo箔在焊接过程中基本处于未熔化的状态,因此能够有效的阻碍合金元素向陶瓷侧的扩散,从而抑制母材之间的过度反应;同时添加硬质金属Mo中间层有利于钎焊接头残余应力的释放。
四、本发明的Au-Cu-Ti-B/Mo/Au-Cu-Ti-B复合型钎料体系得到的钎焊接头无气孔、组织致密、常温/高温剪切强度高,解决了常规方法接头耐高温性差、常规钎料不润湿SiCf/SiC等问题。
五、本发明装配简单,无需复杂的工序与设备,复合型钎料的工艺窗口较宽,在最优参数下所得的钎焊接头室温剪切强度能够达到113MPa。同时,该钎料及其焊接方法也适用于其他高温合金和碳化硅陶瓷基复合材料的焊接。
附图说明
图1为金铜基钎料焊接方法的涂覆示意图:1-已涂覆区域,2-刮刀,3-未涂覆区域,4-网体,5-木框;
图2为金铜基钎料焊接方法的装配示意图:1-SiCf/SiC复合材料,2-TiB涂覆层,3-Au箔,4-Cu箔,5-Mo箔,6-高温合金GH3536。
具体实施方式
下面结合具体实施案例对本发明作进一步说明,但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1:
一种金铜基钎料,具体为一种Au-Cu-Ti-B/Mo/Au-Cu-Ti-B复合型钎料,由Au箔、Cu箔、Mo箔和膏状钎料组成,Au箔、Cu箔和Mo箔质量比为Au:Cu:Mo=197:64:96,所述膏状钎料为TiB粉和粘接剂的混合物,TiB粉和粘接剂质量比为TiB粉:粘接剂=1:0.5,所述TiB粉由TiH粉和B粉制备,TiH粉和B粉质量比为TiH:B=142:1;
所述的Au箔、Cu箔、Mo箔的纯度为99%以上;
所述的Mo箔厚度为50μm;
所述的Au箔厚度为50μm;
所述的Cu箔厚度为50μm;
所述的膏状钎料厚度为15μm;
所述的TiH粉、B粉的粒度为300目,纯度为99%以上;
所述的粘接剂为松油醇与无水乙醇的混合物,松油醇与无水乙醇的体积比为5:1;
上述的金铜基钎料焊接方法,具体按照以下步骤完成:
步骤1,膏状钎料的制备:
按照质量分数TiH:B=142:1将TiH粉与B粉称量后置于球磨机中,加入无水乙醇,在氮气的保护下,进行球磨研磨,得到混合均匀的TiB粉末,然后将混合均匀的TiB粉末与粘接剂按1:0.5的质量比进行混合,得到膏状钎料,备用;
步骤2,箔片的制备:
依次用80#、400#、800#、1200#水砂纸将Au箔、Cu箔、Mo箔打磨光亮,然后按照SiCf/SiC母材待焊接面的尺寸进行裁剪,最后采用丙酮超声清洗20min,吹干备用;
步骤3,母材清理:
依次使用80#、400#、800#、1200#的水砂纸对SiCf/SiC和高温合金GH3536进行机械打磨,得到平整的母材待焊表面,然后采用蒸馏水超声清洗SiCf/SiC,采用丙酮超声清洗高温合金GH3536,最后在40℃~60℃温度下干燥20min~40min,得到清理后的SiCf/SiC和高温合金GH3536,备用;
步骤4,涂覆:
采用丝网印刷方法将步骤1制备的膏状钎料分别均匀涂覆在步骤3清理后的SiCf/SiC和高温合金GH3536待焊接表面,涂覆厚度为15μm,然后将涂覆后的SiCf/SiC和高温合金GH3536放置于干燥箱中,在40℃下干燥10min~30min,得到涂覆处理后的SiCf/SiC和高温合金GH3536;
步骤5,装配:
将步骤2清理后的Au箔、Cu箔、Mo箔按照Au/Cu/Mo/Cu/Au的顺序依次放置在步骤4涂覆处理后的高温合金GH3536母材待焊接表面,然后将步骤4涂覆处理后的SiCf/SiC焊接面置于上方并对齐,形成待焊接件,焊接件上施加0.5MPa~1MPa的焊接压力,避免焊接过程中焊接件发生移动;
步骤6,焊接:
将步骤5装配好的待焊件放置于真空炉中进行钎焊,在真空度为2×10-6Pa的条件下,升温至975℃~1100℃,保温10min后按照7.5℃/min的降温速度冷却至室温,即完成利用Au-Cu-Ti-B/Mo/Au-Cu-Ti-B钎料体系对SiCf/SiC与高温合金GH3536的焊接。
将制成后的SiCf/SiC与高温合金GH3536钎焊接头进行剪切强度测试,得到接头的室温剪切强度为113MPa,强度较高并且没有明显的气孔、未焊合等缺陷。
将制成后的钎焊接头至于700℃的空气气氛中进行剪切测试,得到钎焊接头的高温剪切强度为28MPa。相比于常规的金基/铜基钎料所得的SiC陶瓷-合金接头的耐高温性有明显的提高,性能较佳。
实施例2:
一种金铜基钎料,具体为一种Au-Cu-Ti-B/Mo/Au-Cu-Ti-B复合型钎料,由Au箔、Cu箔、Mo箔和膏状钎料组成,Au箔、Cu箔和Mo箔质量比为Au:Cu:Mo=197:64:100,所述膏状钎料为TiB粉和粘接剂的混合物,TiB粉和粘接剂质量比为TiB粉:粘接剂=1:0.2,所述TiB粉由TiH粉和B粉制备,TiH粉和B粉质量比为TiH:B=17.6:1;
所述的Au箔、Cu箔、Mo箔的纯度为99%以上;
所述的Mo箔厚度为52μm;
所述的Au箔厚度为50μm;
所述的Cu箔厚度为50μm;
所述的膏状钎料厚度为20μm;
所述的TiH粉、B粉的粒度为300目,纯度为99%以上;
所述的粘接剂为松油醇与无水乙醇的混合物,松油醇与无水乙醇的体积比为5:3;
上述的金铜基钎料焊接方法,具体按照以下步骤完成:
步骤1,膏状钎料的制备:
按照质量分数TiH:B=17.6:1将TiH粉与B粉称量后置于球磨机中,加入无水乙醇,在氮气的保护下,进行球磨研磨,得到混合均匀的TiB粉末,然后将混合均匀的TiB粉末与粘接剂按1:0.2的质量比进行混合,得到膏状钎料,备用;
步骤2,箔片的制备:
依次用80#、400#、800#、1200#水砂纸将Au箔、Cu箔、Mo箔打磨光亮,然后按照SiCf/SiC母材待焊接面的尺寸进行裁剪,最后采用丙酮超声清洗20min,吹干备用;
步骤3,母材清理:
依次使用80#、400#、800#、1200#的水砂纸对SiCf/SiC和高温合金GH3536进行机械打磨,得到平整的母材待焊表面,然后采用蒸馏水超声清洗SiCf/SiC,采用丙酮超声清洗高温合金GH3536,最后在40℃~60℃温度下干燥20min~40min,得到清理后的SiCf/SiC和高温合金GH3536,备用;
步骤4,涂覆:
采用丝网印刷方法将步骤1制备的膏状钎料分别均匀涂覆在步骤3清理后的SiCf/SiC和高温合金GH3536待焊接表面,涂覆厚度为20μm,然后将涂覆后的SiCf/SiC和高温合金GH3536放置于干燥箱中,在40℃下干燥10min~30min,得到涂覆处理后的SiCf/SiC和高温合金GH3536;
步骤5,装配:
将步骤2清理后的Au箔、Cu箔、Mo箔按照Au/Cu/Mo/Cu/Au的顺序依次放置在步骤4涂覆处理后的高温合金GH3536母材待焊接表面,然后将步骤4涂覆处理后的SiCf/SiC焊接面置于上方并对齐,形成待焊接件,焊接件上施加0.5MPa~1MPa的焊接压力,避免焊接过程中焊接件发生移动;
步骤6,焊接:
将步骤5装配好的待焊件放置于真空炉中进行钎焊,在真空度为2×10-6Pa的条件下,升温至975℃~1100℃,保温10min后按照7.5℃/min的降温速度冷却至室温,即完成利用Au-Cu-Ti-B/Mo/Au-Cu-Ti-B钎料体系对SiCf/SiC与高温合金GH3536的焊接。
将制成后的SiCf/SiC与高温合金GH3536钎焊接头进行剪切强度测试,得到接头的室温剪切强度为73MPa,强度较高并且没有明显的气孔、未焊合等缺陷。
将制成后的钎焊接头至于700℃的空气气氛中进行剪切测试,得到钎焊接头的高温剪切强度为43MPa。相比于常规的金基/铜基钎料所得的SiC陶瓷-合金接头的耐高温性有明显的提高,性能较佳。
实施例3:
一种金铜基钎料,具体为一种Au-Cu-Ti-B/Mo/Au-Cu-Ti-B复合型钎料,由Au箔、Cu箔、Mo箔和膏状钎料组成,Au箔、Cu箔和Mo箔质量比为Au:Cu:Mo=196:63:115,所述膏状钎料为TiB粉和粘接剂的混合物,TiB粉和粘接剂质量比为TiB粉:粘接剂=1:0.3,所述TiB粉由TiH粉和B粉制备,TiH粉和B粉质量比为TiH:B=48:1;
所述的Au箔、Cu箔、Mo箔的纯度为99%以上;
所述的Mo箔厚度为60μm;
所述的Au箔厚度为50μm;
所述的Cu箔厚度为50μm;
所述的膏状钎料厚度为15μm;
所述的TiH粉、B粉的粒度为300目,纯度为99%以上;
所述的粘接剂为松油醇与无水乙醇的混合物,松油醇与无水乙醇的体积比为5:2;
上述的金铜基钎料焊接方法,具体按照以下步骤完成:
步骤1,膏状钎料的制备:
按照质量分数TiH:B=48:1将TiH粉与B粉称量后置于球磨机中,加入无水乙醇,在氮气的保护下,进行球磨研磨,得到混合均匀的TiB粉末,然后将混合均匀的TiB粉末与粘接剂按1:0.3的质量比进行混合,得到膏状钎料,备用;
步骤2,箔片的制备:
依次用80#、400#、800#、1200#水砂纸将Au箔、Cu箔、Mo箔打磨光亮,然后按照SiCf/SiC母材待焊接面的尺寸进行裁剪,最后采用丙酮超声清洗20min,吹干备用;
步骤3,母材清理:
依次使用80#、400#、800#、1200#的水砂纸对SiCf/SiC和高温合金GH3536进行机械打磨,得到平整的母材待焊表面,然后采用蒸馏水超声清洗SiCf/SiC,采用丙酮超声清洗高温合金GH3536,最后在40℃~60℃温度下干燥20min~40min,得到清理后的SiCf/SiC和高温合金GH3536,备用;
步骤4,涂覆:
采用丝网印刷方法将步骤1制备的膏状钎料分别均匀涂覆在步骤3清理后的SiCf/SiC和高温合金GH3536待焊接表面,涂覆厚度为15μm,然后将涂覆后的SiCf/SiC和高温合金GH3536放置于干燥箱中,在40℃下干燥10min~30min,得到涂覆处理后的SiCf/SiC和高温合金GH3536;
步骤5,装配:
将步骤2清理后的Au箔、Cu箔、Mo箔按照Au/Cu/Mo/Cu/Au的顺序依次放置在步骤4涂覆处理后的高温合金GH3536母材待焊接表面,然后将步骤4涂覆处理后的SiCf/SiC焊接面置于上方并对齐,形成待焊接件,焊接件上施加0.5MPa~1MPa的焊接压力,避免焊接过程中焊接件发生移动;
步骤6,焊接:
将步骤5装配好的待焊件放置于真空炉中进行钎焊,在真空度为2×10-6Pa的条件下,升温至975℃~1100℃,保温10min后按照7.5℃/min的降温速度冷却至室温,即完成利用Au-Cu-Ti-B/Mo/Au-Cu-Ti-B钎料体系对SiCf/SiC与高温合金GH3536的焊接。
将制成后的SiCf/SiC与高温合金GH3536钎焊接头进行剪切强度测试,得到接头的室温剪切强度为81MPa,强度较高并且没有明显的气孔、未焊合等缺陷。
将制成后的钎焊接头至于700℃的空气气氛中进行剪切测试,得到钎焊接头的高温剪切强度为38MPa。相比于常规的金基/铜基钎料所得的SiC陶瓷-合金接头的耐高温性有明显的提高,性能较佳。
实施例4:
一种金铜基钎料,具体为一种Au-Cu-Ti-B/Mo/Au-Cu-Ti-B复合型钎料,由Au箔、Cu箔、Mo箔和膏状钎料组成,Au箔、Cu箔和Mo箔质量比为Au:Cu:Mo=196:63:105,所述膏状钎料为TiB粉和粘接剂的混合物,TiB粉和粘接剂质量比为TiB粉:粘接剂=1:0.6,所述TiB粉由TiH粉和B粉制备,TiH粉和B粉质量比为TiH:B=94:1;
所述的Au箔、Cu箔、Mo箔的纯度为99%以上;
所述的Mo箔厚度为55μm;
所述的Au箔厚度为50μm;
所述的Cu箔厚度为50μm;
所述的膏状钎料厚度为25μm;
所述的TiH粉、B粉的粒度为300目,纯度为99%以上;
所述的粘接剂为松油醇与无水乙醇的混合物,松油醇与无水乙醇的体积比为5:4;
上述的金铜基钎料焊接方法,具体按照以下步骤完成:
步骤1,膏状钎料的制备:
按照质量分数TiH:B=94:1将TiH粉与B粉称量后置于球磨机中,加入无水乙醇,在氮气的保护下,进行球磨研磨,得到混合均匀的TiB粉末,然后将混合均匀的TiB粉末与粘接剂按1:0.6的质量比进行混合,得到膏状钎料,备用;
步骤2,箔片的制备:
依次用80#、400#、800#、1200#水砂纸将Au箔、Cu箔、Mo箔打磨光亮,然后按照SiCf/SiC母材待焊接面的尺寸进行裁剪,最后采用丙酮超声清洗20min,吹干备用;
步骤3,母材清理:
依次使用80#、400#、800#、1200#的水砂纸对SiCf/SiC和高温合金GH3536进行机械打磨,得到平整的母材待焊表面,然后采用蒸馏水超声清洗SiCf/SiC,采用丙酮超声清洗高温合金GH3536,最后在40℃~60℃温度下干燥20min~40min,得到清理后的SiCf/SiC和高温合金GH3536,备用;
步骤4,涂覆:
采用丝网印刷方法将步骤1制备的膏状钎料分别均匀涂覆在步骤3清理后的SiCf/SiC和高温合金GH3536待焊接表面,涂覆厚度为25μm,然后将涂覆后的SiCf/SiC和高温合金GH3536放置于干燥箱中,在40℃下干燥10min~30min,得到涂覆处理后的SiCf/SiC和高温合金GH3536;
步骤5,装配:
将步骤2清理后的Au箔、Cu箔、Mo箔按照Au/Cu/Mo/Cu/Au的顺序依次放置在步骤4涂覆处理后的高温合金GH3536母材待焊接表面,然后将步骤4涂覆处理后的SiCf/SiC焊接面置于上方并对齐,形成待焊接件,焊接件上施加0.5MPa~1MPa的焊接压力,避免焊接过程中焊接件发生移动;
步骤6,焊接:
将步骤5装配好的待焊件放置于真空炉中进行钎焊,在真空度为2×10-6Pa的条件下,升温至975℃~1100℃,保温10min后按照7.5℃/min的降温速度冷却至室温,即完成利用Au-Cu-Ti-B/Mo/Au-Cu-Ti-B钎料体系对SiCf/SiC与高温合金GH3536的焊接。
将制成后的SiCf/SiC与高温合金GH3536钎焊接头进行剪切强度测试,得到接头的室温剪切强度为94MPa,强度较高并且没有明显的气孔、未焊合等缺陷。
将制成后的钎焊接头至于700℃的空气气氛中进行剪切测试,得到钎焊接头的高温剪切强度为33MPa。相比于常规的金基/铜基钎料所得的SiC陶瓷-合金接头的耐高温性有明显的提高,性能较佳。
Claims (10)
1.一种金铜基钎料,具体为一种Au-Cu-Ti-B/Mo/Au-Cu-Ti-B复合型钎料,其特征在于,钎料成分由Au箔、Cu箔、Mo箔和膏状钎料组成,Au箔、Cu箔和Mo箔质量比为Au:Cu:Mo=(195~200):(60~68):(96~150),所述膏状钎料为TiB粉和粘接剂的混合物,TiB粉和粘接剂质量比为TiB粉:粘接剂=1:(0.2~0.6),所述TiB粉由TiH粉和B粉制备,TiH粉和B粉质量比为TiH:B=(17.6~142):1。
2.根据权利要求1所述的一种金铜基钎料,其特征在于,所述的Au箔、Cu箔、Mo箔的纯度为99%以上。
3.根据权利要求1所述的一种金铜基钎料,其特征在于,所述的Au箔、Cu箔、Mo箔的厚度为50~100μm。
4.根据权利要求1所述的一种金铜基钎料,其特征在于,所述的膏状钎料厚度为10~50μm。
5.根据权利要求1所述的一种金铜基钎料,其特征在于,所述的TiH粉、B粉的粒度为300目,纯度为99%以上。
6.根据权利要求1所述的一种金铜基钎料,其特征在于,所述的粘接剂为松油醇与无水乙醇的混合物,松油醇与无水乙醇的体积比为5:(1~5)。
7.权利要求1所述的金铜基钎料焊接方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1,膏状钎料的制备:
按照质量份数TiH:B=(17.6~142):1将TiH粉与B粉称量后置于球磨机中,加入无水乙醇,在氮气的保护下,进行球磨研磨,得到混合均匀的TiB粉末,然后将混合均匀的TiB粉末与粘接剂按1:(0.2~0.6)的质量比进行混合,得到膏状钎料,备用;
步骤2,箔片的制备:
依次用80#、400#、800#、1200#水砂纸将Au箔、Cu箔、Mo箔打磨光亮,然后按照SiCf/SiC母材待焊接面的尺寸进行裁剪,最后采用丙酮超声清洗20min,吹干备用;
步骤3,母材清理:
依次使用80#、400#、800#、1200#的水砂纸对SiCf/SiC和高温合金GH3536进行机械打磨,得到平整的母材待焊表面,然后采用蒸馏水超声清洗SiCf/SiC,采用丙酮超声清洗高温合金GH3536,最后在40℃~60℃温度下干燥20min~40min,得到清理后的SiCf/SiC和高温合金GH3536,备用;
步骤4,涂覆:
采用丝网印刷方法将步骤1制备的膏状钎料分别均匀涂覆在步骤3清理后的SiCf/SiC和高温合金GH3536待焊接表面,然后将涂覆后的SiCf/SiC和高温合金GH3536放置于干燥箱中,在40℃下干燥10min~30min,得到涂覆处理后的SiCf/SiC和高温合金GH3536;
步骤5,装配:
将步骤2清理后的Au箔、Cu箔、Mo箔按照Au/Cu/Mo/Cu/Au的顺序依次放置在步骤4涂覆处理后的高温合金GH3536母材待焊接表面,然后将步骤4涂覆处理后的SiCf/SiC焊接面置于上方并对齐,形成待焊接件;
步骤6,焊接:
将步骤5装配好的待焊件放置于真空炉中进行钎焊,在真空度为2×10-6乇的条件下,升温至975℃~1100℃,保温10min后按照7.5℃/min的降温速度冷却至室温,即完成利用Au-Cu-Ti-B/Mo/Au-Cu-Ti-B钎料体系对SiCf/SiC与高温合金GH3536的焊接。
8.根据权利要求7所述的金铜基钎料焊接方法,其特征在于,所述步骤4中,丝网印刷方法的涂覆采用60目的金属丝网。
9.根据权利要求7所述的金铜基钎料焊接方法,其特征在于,焊接件上添加压块施加0.5MPa~1MPa的焊接压力。
10.根据权利要求1所述的一种金铜基钎料,其特征在于,适用于包括但不限于SiCf/SiC与高温合金GH3536的焊接,也适用于Cf/SiC与GH3536、SiCf/SiC与GH188、Cf/SiC与GH188、SiCf/SiC与GH3039、Cf/SiC与GH3039的高温合金和碳化硅陶瓷基复合材料的焊接。
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