CN114309853A - 一种厚SiC陶瓷零件和厚不锈钢零件的缓冲焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及焊接技术领域，本发明公开了一种厚SiC陶瓷零件和厚不锈钢零件的缓冲焊接方法，包括以下步骤：步骤(1)、在所需焊接的SiC陶瓷零件表面涂覆SiC陶瓷活性钎料；步骤(2)、将退火后的无氧铜箔放在不锈钢零件及SiC零件之间作为缓冲过渡层；步骤(3)、通过石墨工装施加1‑10MPa的压力，并在<1x10‑4Pa的真空热压炉中进行扩散钎焊，扩散焊温度范围为1073K‑1173K，时间为3.6ks‑30ks。本发明焊接后介面层由于有无氧铜缓冲层的存在，使得不锈钢和SiC陶瓷焊接应力通过无氧铜层低的屈服强度而释放，大大提高了焊接的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体为一种厚SiC陶瓷零件和厚不锈钢零件的缓冲焊接方法。
背景技术
SiC陶瓷不仅具有优良的常温力学性能，如高的抗弯强度、优良的抗氧化性、良好的耐腐蚀性、高的抗磨损以及低的摩擦系数，而且高温力学性能(强度、抗蠕变性等)是已知陶瓷材料中最佳的，其高温强度可一直维持到1600℃，是陶瓷材料中高温强度最好的材料，抗氧化性也是所有非氧化物陶瓷中最好的；
SiC陶瓷和不锈钢的焊接，在航空、航天等高端领域有着广泛的需求，但由于两者在材料和膨胀系数上的差异，对于厚零件的焊接技术上存在很大的困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种厚SiC陶瓷零件和厚不锈钢零件的缓冲焊接方法，采用无氧铜过渡层进行应力缓冲的方法进行厚不锈钢零件和厚SiC陶瓷零件的扩散钎焊以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种厚SiC陶瓷零件和厚不锈钢零件的缓冲焊接方法，包括以下步骤：
步骤(1)、在所需焊接的SiC陶瓷零件表面涂覆SiC陶瓷活性钎料；
步骤(2)、将退火后的无氧铜箔放在不锈钢零件及SiC零件之间作为缓冲过渡层；
步骤(3)、通过石墨工装施加1-10MPa的压力，并在<1x10-4Pa的真空热压炉中进行扩散钎焊，扩散焊温度范围为1073K-1173K，时间为3.6ks-30ks。
优选的，步骤(1)中，所述活性钎料中包括以下重量份的组分：银40-60％，铜30％-50％，活性金属0.5-3％。
优选的，所述活性金属成分包括：镍，钛，铬，钒，锆和铪的一种或几种。
优选的，步骤(2)中，所述无氧铜箔的厚度根据不锈钢零件及SiC零件定。
优选的，所述无氧铜箔的厚度控制在0.1-1mm之间。
本发明提出的一种厚SiC陶瓷零件和厚不锈钢零件的缓冲焊接方法，有益效果在于：本发明焊接后介面层由于有无氧铜缓冲层的存在，使得不锈钢和SiC陶瓷焊接应力通过无氧铜层低的屈服强度而释放，大大提高了焊接的可靠性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1、请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种厚SiC陶瓷零件和厚不锈钢零件的缓冲焊接方法，包括以下步骤：
步骤(1)、在所需焊接的SiC陶瓷零件表面涂覆SiC陶瓷活性钎料；
活性钎料中包括以下重量份的组分：银55％，铜43％，活性金属2％，活性金属成分包括：镍，钛，铬和钒；
步骤(2)、将退火后的无氧铜箔放在不锈钢零件及SiC零件之间作为缓冲过渡层，无氧铜箔的厚度根据不锈钢零件及SiC零件定，厚度控制在0.5mm；
步骤(3)、通过石墨工装施加5MPa的压力，并在<1x10-4Pa的真空热压炉中进行扩散钎焊，扩散焊温度范围为1100K，时间为20ks。
实施例2、请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种厚SiC陶瓷零件和厚不锈钢零件的缓冲焊接方法，包括以下步骤：
步骤(1)、在所需焊接的SiC陶瓷零件表面涂覆SiC陶瓷活性钎料；
活性钎料中包括以下重量份的组分：银50％，铜49％，活性金属1％，活性金属成分包括：镍，钛，钒，锆和铪；
步骤(2)、将退火后的无氧铜箔放在不锈钢零件及SiC零件之间作为缓冲过渡层，无氧铜箔的厚度根据不锈钢零件及SiC零件定，厚度控制在0.8mm；
步骤(3)、通过石墨工装施加8MPa的压力，并在<1x10-4Pa的真空热压炉中进行扩散钎焊，扩散焊温度范围为1150K，时间为25ks。
实施例3、请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种厚SiC陶瓷零件和厚不锈钢零件的缓冲焊接方法，包括以下步骤：
步骤(1)、在所需焊接的SiC陶瓷零件表面涂覆SiC陶瓷活性钎料；
活性钎料中包括以下重量份的组分：银48％，铜49％，活性金属3％，活性金属成分包括：铬，钒，锆和铪；
步骤(2)、将退火后的无氧铜箔放在不锈钢零件及SiC零件之间作为缓冲过渡层，无氧铜箔的厚度根据不锈钢零件及SiC零件定，厚度控制在0.65mm；
步骤(3)、通过石墨工装施加7.5MPa的压力，并在<1x10-4Pa的真空热压炉中进行扩散钎焊，扩散焊温度范围为1135K，时间为23ks。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (5)
1.一种厚SiC陶瓷零件和厚不锈钢零件的缓冲焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤(1)、在所需焊接的SiC陶瓷零件表面涂覆SiC陶瓷活性钎料；
步骤(2)、将退火后的无氧铜箔放在不锈钢零件及SiC零件之间作为缓冲过渡层；
步骤(3)、通过石墨工装施加1-10MPa的压力，并在<1x10-4Pa的真空热压炉中进行扩散钎焊，扩散焊温度范围为1073K-1173K，时间为3.6ks-30ks。
2.根据权利要求1所述的一种厚SiC陶瓷零件和厚不锈钢零件的缓冲焊接方法，其特征在于：步骤(1)中，所述活性钎料中包括以下重量份的组分：银40-60％，铜30％-50％，活性金属0.5-3％。
3.根据权利要求2所述的一种厚SiC陶瓷零件和厚不锈钢零件的缓冲焊接方法，其特征在于：所述活性金属成分包括：镍，钛，铬，钒，锆和铪的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种厚SiC陶瓷零件和厚不锈钢零件的缓冲焊接方法，其特征在于：步骤(2)中，所述无氧铜箔的厚度根据不锈钢零件及SiC零件定。
5.根据权利要求4所述的一种厚SiC陶瓷零件和厚不锈钢零件的缓冲焊接方法，其特征在于：所述无氧铜箔的厚度控制在0.1-1mm之间。
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