CN116921895A - 一种高硅铝合金的真空冶金连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高硅铝合金的真空冶金连接方法，涉及扩散焊技术领域，包括如下步骤：S1、通过搅拌摩擦焊的方式对待焊接高硅铝合金工件进行焊前处理，用于提高待焊接高硅铝合金工件的待焊接表面的铝元素含量；S2、将经过步骤S1处理的待焊接高硅铝合金工件在真空条件下进行扩散焊焊接，得到焊接后的高硅铝合金工件。本发明操作简单，在高硅元素含量的硅铝合金扩散焊焊接前，采用一种工艺冶金方法对待焊接表面做焊前处理，提高焊接表面铝元素含量，进而提高扩散焊焊接表面铝元素与铝元素的接触占比，最终实现提高扩散焊焊接接头的强度。即保持了高硅铝合金材料的优点，又提高了扩散焊焊接接头的强度。
Description
技术领域
本发明涉及扩散焊技术领域，更具体的是涉及高硅铝合金的真空冶金连接方法技术领域。
背景技术
硅铝合金是由硅和铝组成的二元合金，是一种金属基热管理材料，主要用于航天航空、空间技术和便携式电子器件的合金材料。高硅铝合金材料能够保持硅和铝各自的优异性能，且硅、铝的含量相当丰富，硅粉的制备技术成熟，成本低，同时这种材料对环境没有污染，对人体无害。高硅铝合金密度在2.4～2.7g/cm3之间，热膨胀系数(CTE)在7～20ppm/℃之间，提高硅含量可使合金材料的密度及热膨胀系数显著降低。其中硅含量在22％以上的，被称作高硅铝合金，其中以25％～70％为主。
对于金属的复合连接，一般采用焊接的方式进行，常见的焊接方式有氩弧焊、钎焊、扩散焊、电子束焊、搅拌摩擦焊等，由于硅和铝在577℃时会产生共晶反应，所以熔焊的方式不适用于高硅铝合金的焊接，钎焊的可选焊料比较少，并且均为低温焊料，焊接后的焊接接头强度低，所以一般也不采用钎焊的方式，搅拌摩擦焊是一种有效可行的焊接方式，但是其可以焊接的结构有限，焊接深度有限，故也不采用。
扩散焊是将两个待焊工件紧压在一起，并置于真空或保护气氛炉内加热，使两焊接表面微小的不平处产生微观塑性变形，达到紧密接触，在随后的加热保温中，原子间相互扩散而成冶金连接的焊接方法。扩散焊接过程大致可分为3个阶段，第1阶段为物理接触阶段，被连接表面在压力和温度作用下，总有一些点首先达到塑性变形，在持续压力的作用下，接触面积逐渐扩大最终达到整个面的可靠接触；第2阶段是接触界面原子间的相互扩散，形成牢固的结合层；第3阶段是在接触部分形成的结合层，逐渐向体积方向发展，形成可靠连接接头。当然，这3个过程并不是截然分开的，而是相互交叉进行，最终在接头连接区域由于扩散、再结晶等过程形成固态冶金结合，它可以生成固溶体及共晶体，有时生成金属间化合物，形成可靠连接。
扩散焊为固相连接，焊接温度低于工件熔点。扩散焊方法焊接高硅铝合金，焊接温度低于硅和铝的共晶反应温度577℃，硅和铝在焊接过程不会发生共晶反应。
在高硅元素含量的硅铝合金扩散焊连接中，硅元素含量高，在两个毛坯件焊接面接触时，硅元素和硅元素的接触占比大，而硅原子较为稳定不容易相互扩散，焊接后的焊合率低，不容易形成稳定的焊接接头，并且焊缝位置的强度低。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决高硅元素含量的硅铝合金扩散焊连接中焊接表面焊合率低、不容易形成稳定的焊接接头以及焊缝位置的强度低的技术问题，本发明提供一种高硅铝合金的真空冶金连接方法。提高焊缝位置的强度，提升高硅铝构件的质量可靠性。本发明在扩散焊焊接之前，对更高硅元素含量的硅铝合金的待焊接表面进行焊前处理，提高待焊接表面铝元素的含量。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
本发明提供一种高硅铝合金的真空冶金连接方法，包括如下步骤：
S1、通过搅拌摩擦焊的方式对待焊接高硅铝合金工件进行焊前处理，用于提高待焊接高硅铝合金工件的待焊接表面的铝元素含量；
S2、将经过步骤S1处理的待焊接高硅铝合金工件在真空条件下进行扩散焊焊接，得到焊接后的高硅铝合金工件。
在一个实施方式中，步骤S1中，通过搅拌摩擦焊的方式对待焊接高硅铝合金工件进行焊前处理，方式一如下：
在待焊接高硅铝合金工件的待焊接表面加工若干均布分布的辅助孔，辅助孔的深度位于搅拌针高度的2/5～1/2，辅助孔的半径为搅拌针半径的1/2～1/3，最外侧的辅助孔的孔中心与待焊接高硅铝合金工件边缘的距离大于轴肩半径，内侧两相邻的辅助孔中心的距离不小于轴肩直径，辅助孔内填满铝粉，搅拌摩擦焊将铝粉和待焊接高硅铝合金工件焊接为一体。
在一个实施方式中，方式一的具体步骤如下：
S11、使用高硅元素含量的硅铝合金原材料，加工成毛坯件，即加工基板和盖板；
S12、在毛坯件的待焊接表面加工辅助孔，加工时注意不要将孔加工在毛坯件的边缘；
S13、在毛坯件的辅助孔内填满铝粉；
S14、使用搅拌摩擦焊设备，将加工辅助孔之后的毛坯件和填充的铝粉搅拌摩擦焊焊接；
S15、采用数控切削加工表面形成扩散焊光面，切削加工深度小于搅拌摩擦焊前辅助孔的深度，保证扩散焊待焊面粗糙度为优于1.6，平面度为0.05；
S16、超声波清洗，得到焊前处理后的工件；
S17、扩散焊焊接焊前处理后的工件。
在一个实施方式中，步骤S1中，通过搅拌摩擦焊的方式对待焊接高硅铝合金工件进行焊前处理，方式二如下：
在待焊接高硅铝合金工件的待焊接表面加工均匀分布的凹槽，凹槽的深度为搅拌针高度的2/5～1/2，凹槽的宽度为搅拌针直径的2/5～1/2，最外侧凹槽中心线与待焊接高硅铝合金工件的边缘的距离大于轴肩半径，内侧两相邻两个所述凹槽中心线的距离不小于轴肩直径，在凹槽内填满铝粉，搅拌摩擦焊将铝粉和待焊接高硅铝合金工件焊接为一体。
在一个实施方式中，方式二的具体步骤如下：
S11、使用高硅元素含量的硅铝合金原材料，加工成毛坯件，即加工基板和盖板；
S12、在毛坯件的待焊接表面加工凹槽，加工时注意不要将凹槽加工在毛坯件的边缘；
S13、在毛坯件的凹槽内填满铝粉；
S14、使用搅拌摩擦焊设备，将加工凹槽之后的毛坯件和填充的铝粉搅拌摩擦焊焊接；
S15、采用数控切削加工表面形成扩散焊光面，切削加工深度小于搅拌摩擦焊前凹槽的深度，保证扩散焊待焊面粗糙度为优于1.6，平面度为0.05；
S16、超声波清洗，得到焊前处理后的工件；
S17、扩散焊焊接焊前处理之后的工件。
在一个实施方式中，步骤S1中，通过搅拌摩擦焊的方式对待焊接高硅铝合金工件进行焊前处理，方式三如下：
在待焊接高硅铝合金工件的待焊接表面放置纯铝板，纯铝板的长宽尺寸与待焊接高硅铝合金工件的待焊接面的长宽尺寸相同，纯铝板的厚度小于搅拌针的高度，一般在1.5mm以内。搅拌针直径与轴肩直径的选取没有特殊要求。搅拌摩擦焊将纯铝板和待焊接高硅铝合金工件焊接为一体。
在一个实施方式中，方式三的具体步骤如下：
S11、使用高硅元素含量的硅铝合金原材料，加工成毛坯件，即加工基板和盖板；
S12、使用纯铝原材料，加工纯铝板；
S13、装配毛坯件和纯铝板，使用搅拌摩擦焊夹具对其进行装夹，防止搅拌摩擦焊焊接过程中，二者不发生相对运动；
S14、搅拌摩擦焊焊接毛坯件和纯铝板；
S15、采用数控切削加工表面形成扩散焊光面，切削加工深度小于搅拌摩擦焊前纯铝板的厚度，保证扩散焊待焊面粗糙度为优于1.6，平面度为0.05；
S16、超声波清洗，得到焊前处理后的工件；
S17、扩散焊焊接焊前处理之后的工件。
在一个实施方式中，步骤S1中，通过搅拌摩擦焊的方式对待焊接高硅铝合金工件进行焊前处理，方式四如下：
使用无针中空搅拌头对待焊接高硅铝合金工件的待焊接面进行搅拌摩擦焊，搅拌头内部与待焊接面的接触的材料选择纯铝材料，焊接过程搅拌头的纯铝材料区域与待焊接高硅铝合金工件的待焊接面摩擦发生磨损，磨损的纯铝材料与待焊接高硅铝合金工件焊接为一体，提高了工件表面的铝元素含量。
在一个实施方式中，方式四的具体实现步骤如下：
S11、使用高硅元素含量的硅铝合金原材料，加工成毛坯件，即加工基板和盖板；
S12、搅拌摩擦焊焊接毛坯件的待焊接面，搅拌头的类型选择无针中空搅拌头，搅拌头内部与毛坯件的待焊接面接触的材料为纯铝材料；
S13、采用数控切削加工表面形成扩散焊光面，注意切削加工深度的要求为在保证扩散焊待焊面粗糙度优于1.6，平面度为0.05的条件下越小越好；
S14、超声波清洗，得到焊前处理后的工件；
S15、扩散焊焊接焊前处理之后的工件。
方式一至方式四种，均采用硅铝合金50或更高硅元素含量的硅铝合金，使用搅拌摩擦焊方法焊前处理之后，使得待焊接表面铝元素的含量增加。搅拌摩擦焊焊接过程中，搅拌头对毛坯件有下压力的作用，搅拌摩擦焊完成之后，待焊接表面存在凹坑，平面度、粗糙度较差。采用数控加工设备对待焊接表面进行光面处理，提高待焊接表面的平面度、粗糙度，切削加工深度深度小于焊前处理层的深度。在此基础上，对工件进行超声波清洗，再进行扩散焊焊接。与焊前处理前相比，扩散焊焊接表面铝元素与铝元素的接触占比提高，焊接面的焊合率提高，扩散焊接头的强度提高。
本发明的有益效果如下：
1、本发明操作简单，在高硅元素含量的硅铝合金扩散焊焊接前，采用一种工艺冶金方法对待焊接表面做焊前处理，提高焊接表面铝元素含量，进而提高扩散焊焊接表面铝元素与铝元素的接触占比，最终实现提高扩散焊焊接接头的强度。即保持了高硅铝合金材料的优点，又提高了扩散焊焊接接头的强度。
2、成本低。铝粉、纯铝板价格低，搅拌摩擦焊焊接成本低，使用本发明的方法成本低。
3、在搅拌摩擦焊进行焊前处理的过程中，实现了细化晶粒的作用，提高了高硅铝合金的强度。
4、本发明中的机加工光面动作可有效降低构件的应力水平和应力均匀化分布，同时对变形具有明显的降低。
附图说明
图1为实施例1的毛坯件示意图；
图2为实施例1加工辅助孔之后的示意图；
图3为实施例2的基板毛坯件示意图；
图4为实施例2的盖板毛坯件示意图；
图5为实施例2的基板毛坯件加工辅助孔之后的示意图；
图6为实施例2的盖板加工辅助孔之后的结构示意图；
图7为实施例3的基板毛坯件示意图；
图8为实施例3的盖板毛坯件示意图；
图9为实施例3的基板、盖板加工凹槽后的示意图；
图10为实施例4的基板毛坯件示意图；
图11为实施例4的盖板毛坯件示意图；
图12为实施例5的基板毛坯件示意图；
图13为实施例5的盖板毛坯件示意图；
图14为实施例6的毛坯件示意图；
图15为实施例6盖板毛坯件示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
实施例1
本实例对两块尺寸为88mm×56mm×10mm的硅铝合金50板扩散焊焊接，88mm×56mm的平面为焊接平面。
通过搅拌摩擦焊的方式对待焊接高硅铝合金工件进行焊前处理，方式一的具体操作步骤如下：
步骤1、使用硅铝合金50作为原材料，加工两块尺寸为88mm×56mm×10mm的焊前毛坯件(基板和盖板)，毛坯件的结构示意图如图1所示。在本实例中，扩散焊之的基板、盖板形状尺寸相同；
步骤2、在毛坯件的88mm×56mm的平面加工辅助孔，辅助孔的尺寸为Φ2mm×1.5mm，相邻两个辅助孔中心之间的间距为8mm，加工辅助孔之后的毛坯件的结构示意图如图2所示；
步骤3、在Φ2mm×1.5mm的辅助孔内填满铝粉；
步骤4、使用搅拌摩擦焊设备，在加工辅助孔的88mm×56mm的平面将硅铝合金50和铝粉搅拌摩擦焊焊接为一体，实现该平面的焊前处理。使用的搅拌头的规格为：轴肩直径为8mm，搅拌针直径为3mm，搅拌针高度为3mm；
步骤5、对扩散焊待焊面机加工光面1mm，保证扩散焊的粗糙度和平面度要求，具体要求为粗糙度1.6，平面度0.05；
步骤6、在搅拌摩擦焊焊接、机加工光面之后，扩散焊焊接之前，工件进行超声波清洗，具体方法为在室温环境下酒精清洗10分钟；
步骤7、装配两块88mm×56mm×10mm的扩散焊毛坯件，已进行焊前处理的88mm×56mm的平面为扩散焊焊接面。装配后的工件使用真空扩散焊设备焊接，在温度和压力的共同作用下，完成扩散焊焊接。
实施例2
本实例对具有内部结构的圆形工件进行扩散焊焊接，基板尺寸为Φ90mm×12mm，中间位置有一个宽度为6mm、深度为4mm的长条槽，盖板尺寸为Φ90mm×8mm。
通过搅拌摩擦焊的方式对待焊接高硅铝合金工件进行焊前处理，方式一的具体操作步骤如下：
步骤1、硅铝合金50原材料，加工基板、盖板的焊前毛坯件，基板毛坯件示意图如图3所示，盖板毛坯件示意图如图4所示；
步骤2、盖板毛坯件的待焊接面加工辅助孔，辅助孔的尺寸为Φ1.9mm×1.6mm，两个辅助孔的中心之间的间距为8mm，基板加工辅助孔之后的毛坯件示意图如图5所示，盖板加工孔之后的毛坯件示意图如图6所示；
步骤3、在Φ1.9mm×1.6mm的辅助孔内填满铝粉；
步骤4、使用搅拌摩擦焊设备，分别对基板、盖板在加工辅助孔的待焊接面将硅铝合金50和铝粉搅拌摩擦焊焊接为一体，实现基板、盖板待焊接面的焊前处理。使用的搅拌头的规格为：轴肩直径为8mm，搅拌针直径为3mm，搅拌针高度为3mm；
步骤5、分别对基板、盖板扩散焊待焊面机加工光面1mm，保证粗糙度1.6，平面度0.05；
步骤6、超声波清洗基板和盖板，具体清洗方法为室温环境酒精清洗10分钟；
步骤7、装配基板和盖板，使用扩散焊设备实现硅铝合金50基板和盖板的扩散焊焊接。
实施例3
本实例对原材料为硅铝合金50液冷散热冷板进行扩散焊焊接，基板外形尺寸为100mm×60mm×14mm，内部具有流道结构，基板毛坯件示意图如图7所示；盖板尺寸为100mm×60mm×14mm，盖板毛坯件示意图如图8所示。
通过搅拌摩擦焊的方式对待焊接高硅铝合金工件进行焊前处理，方式二的具体操作步骤如下：
步骤1、使用硅铝合金50原材料，加工盖板毛坯件，基板只加工外形尺寸100mm×60mm×14mm，内部流道暂时不加工；
步骤2、在基板、盖板100mm×60mm的待焊接面加工凹槽，凹槽的深度为1.5mm。凹槽在长宽方向由2mm×48mm的长方形和2个直径2mm的半圆组成，外侧凹槽中心线与边缘的距离为6mm，直径2mm的半圆中心与边缘的距离为6mm，相邻凹槽中心线的间距为8mm。基板、盖板加工凹槽之后的毛坯件示意图如图9所示；
步骤3、在凹槽内填满铝粉；
步骤4，使用搅拌摩擦焊设备，将铝粉和硅铝合金50搅拌摩擦焊焊接为一体，实现基板、盖板待焊接面的焊前处理。使用的搅拌头的规格为：轴肩直径为8mm，搅拌针直径为3mm，搅拌针高度为3mm；
步骤5、对基板、盖板扩散焊待焊面机加工光面1mm，保证粗糙度1.6，平面度0.05；
步骤6、参照图7，加工基板内部的流道结构；
步骤7、超声波清洗基板和盖板，具体清洗方法为室温环境酒精清洗10分钟；
步骤8、装配基板和盖板，使用扩散焊设备实现硅铝合金50基板和盖板的扩散焊焊接。
实施例4
本实例对具有封闭内腔的硅铝合金50结构件进行扩散焊焊接，基板外形尺寸为Φ100mm×20mm，中间位置为Φ20的通孔，内部有4个封闭内腔，基板毛坯件示意图如图10所示；盖板尺寸为Φ100mm×20mm，盖板毛坯件示意图如图11所示。
通过搅拌摩擦焊的方式对待焊接高硅铝合金工件进行焊前处理，方式三的具体操作步骤如下：
步骤1，加工盖板毛坯件，基板只加工外形尺寸Φ100mm×20mm，内腔、通孔暂时不加工；
步骤2、加工两件纯铝板，尺寸为Φ100mm×1.2mm；
步骤3、装配硅铝合金50毛坯件和纯铝板，使用搅拌摩擦焊夹具对其进行装夹，保证搅拌摩擦焊焊接过程中，二者不发生相对运动；
步骤4、采用搅拌摩擦焊，分别焊接基板和纯铝板、盖板和纯铝板。使用的搅拌头的规格为：轴肩直径为8mm，搅拌针直径为2.5mm，搅拌针高度为2.5mm；
步骤5、对基板、盖板扩散焊待焊面机加工光面0.8mm，保证粗糙度1.6，平面度0.05；
步骤6、参照图10，加工基板内腔和通孔；
步骤7、超声波清洗基板和盖板，具体清洗方法为室温环境酒精清洗10分钟；
步骤8、装配基板和盖板，使用扩散焊设备实现硅铝合金50基板和盖板的扩散焊焊接。
实施例5
本实例对具有内部流道结构的硅铝合金50进行扩散焊焊接，基板外形尺寸为70mm×55mm×15mm，基板内部具有流道结构，基板毛坯件示意图如图12所示；盖板尺寸为70mm×55mm×10mm，盖板毛坯件示意图如图13所示。
通过搅拌摩擦焊的方式对待焊接高硅铝合金工件进行焊前处理，方式三的具体操作步骤如下：
步骤1、使用硅铝合金50原材料，加工盖板毛坯件，基板只加工外形尺寸70mm×55mm×15mm，内部流道暂时不加工；
步骤2、使用纯铝原材料，加工两件纯铝板，尺寸为70mm×55mm×1.2mm；
步骤3、装配硅铝合金50毛坯件和纯铝板，使用搅拌摩擦焊夹具对其进行装夹，保证搅拌摩擦焊焊接过程中，二者不发生相对运动；
步骤4、采用搅拌摩擦焊，分别焊接基板和纯铝板、盖板和纯铝板。使用的搅拌头的规格为：轴肩直径为8mm，搅拌针直径为2.5mm，搅拌针高度为2.5mm；
步骤5、对基板、盖板扩散焊待焊面机加工光面0.8mm，保证粗糙度1.6，平面度0.05；
步骤6、参照图12，加工基板的内部流道；
步骤7、超声波清洗基板和盖板，具体清洗方法为室温环境酒精清洗10分钟；
步骤8、装配基板和盖板，使用扩散焊设备实现硅铝合金50基板和盖板的扩散焊焊接。
实施例6
本实例对具有封闭内腔的硅铝合金50结构进行扩散焊焊接，基板外形尺寸为Φ90mm×14mm，内部具有流道结构，基板毛坯件示意图如图14所示；盖板尺寸为Φ90mm×14mm，盖板毛坯件示意图如图15所示。
通过搅拌摩擦焊的方式对待焊接高硅铝合金工件进行焊前处理，方式四的具体操作步骤如下：
步骤1、使用硅铝合金50原材料，加工盖板毛坯件，基板只加工外形尺寸Φ90mm×14mm，内部流道暂时不加工；
步骤2、搅拌摩擦焊焊接硅铝合金50工件待焊接面，搅拌头的类型选择无针中空搅拌头，搅拌头内部与工件接触的材料为纯铝材料；
步骤3、机加工光面0.8mm，保证扩散焊待焊面粗糙度为1.6，平面度为0.05；
步骤4、超声波清洗搅拌摩擦焊焊接、机加工光面之后的工件；
步骤5、扩散焊焊接已进行焊前处理之后的硅铝合金50工件。
综上，对本发明的具体实施方式进行了说明，但本发明并不以此为限，只要不脱离本发明的宗旨，本发明还可以有各种变化。例如，对于具有液冷散热流道、腔体类型的散热工件，可以先对硅铝合金50或更高硅元素含量的硅铝合金进行焊前处理，后加工流道、腔体等结构。再例如，搅拌摩擦焊过程，在边缘位置添加引块，可以减小外侧孔中心、外侧凹槽中心线与边缘的距离。所有这些方法以及其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都属于本发明的保护范畴。
Claims (10)
1.一种高硅铝合金的真空冶金连接方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、通过搅拌摩擦焊的方式对待焊接高硅铝合金工件进行焊前处理，用于提高待焊接高硅铝合金工件的待焊接表面的铝元素含量；
S2、将经过步骤S1处理的待焊接高硅铝合金工件在真空条件下进行扩散焊焊接，得到焊接后的高硅铝合金工件。
2.根据权利要求1所述的一种高硅铝合金的真空冶金连接方法，其特征在于，步骤S1中，通过搅拌摩擦焊的方式对待焊接高硅铝合金工件进行焊前处理，方式一如下：
在待焊接高硅铝合金工件的待焊接表面加工若干均布分布的辅助孔，辅助孔内填满铝粉，搅拌摩擦焊将铝粉和待焊接高硅铝合金工件焊接为一体。
3.根据权利要求2所述的一种高硅铝合金的真空冶金连接方法，其特征在于，辅助孔的深度位于搅拌针高度的2/5～1/2，辅助孔的半径为搅拌针半径的1/2～1/3，最外侧的辅助孔的孔中心与待焊接高硅铝合金工件边缘的距离大于轴肩半径，内侧两相邻的辅助孔中心的距离不小于轴肩直径。
4.根据权利要求2或3所述的一种高硅铝合金的真空冶金连接方法，其特征在于，方式一的具体步骤如下：
S11、使用高硅元素含量的硅铝合金原材料，加工成毛坯件；
S12、在毛坯件的待焊接表面加工辅助孔；
S13、在毛坯件的辅助孔内填满铝粉；
S14、使用搅拌摩擦焊设备，将加工辅助孔之后的毛坯件和填充的铝粉搅拌摩擦焊焊接；
S15、采用数控切削加工表面形成扩散焊光面，切削加工深度小于搅拌摩擦焊前辅助孔的深度；
S16、超声波清洗，得到焊前处理后的工件；
S17、扩散焊焊接焊前处理后的工件。
5.根据权利要求1所述的一种高硅铝合金的真空冶金连接方法，其特征在于，步骤S1中，通过搅拌摩擦焊的方式对待焊接高硅铝合金工件进行焊前处理，方式二如下：
在待焊接高硅铝合金工件的待焊接表面加工均匀分布的凹槽，凹槽的深度为搅拌针高度的2/5～1/2，凹槽的宽度为搅拌针直径的2/5～1/2，最外侧凹槽中心线与待焊接高硅铝合金工件的边缘的距离大于轴肩半径，内侧两相邻两个所述凹槽中心线的距离不小于轴肩直径，在凹槽内填满铝粉，搅拌摩擦焊将铝粉和待焊接高硅铝合金工件焊接为一体。
6.根据权利要求5所述的一种高硅铝合金的真空冶金连接方法，其特征在于，方式二的具体步骤如下：
S11、使用高硅元素含量的硅铝合金原材料，加工成毛坯件；
S12、在毛坯件的待焊接表面加工凹槽；
S13、在毛坯件的凹槽内填满铝粉；
S14、使用搅拌摩擦焊设备，将加工凹槽之后的毛坯件和填充的铝粉搅拌摩擦焊焊接；
S15、采用数控切削加工表面形成扩散焊光面，切削加工深度小于搅拌摩擦焊前凹槽的深度；
S16、超声波清洗，得到焊前处理后的工件；
S17、扩散焊焊接焊前处理之后的工件。
7.根据权利要求1所述的一种高硅铝合金的真空冶金连接方法，其特征在于，步骤S1中，通过搅拌摩擦焊的方式对待焊接高硅铝合金工件进行焊前处理，方式三如下：
在待焊接高硅铝合金工件的待焊接表面放置纯铝板，纯铝板的长宽尺寸与待焊接高硅铝合金工件的待焊接面的长宽尺寸相同，纯铝板的厚度小于搅拌针的高度，搅拌摩擦焊将纯铝板和待焊接高硅铝合金工件焊接为一体。
8.根据权利要求7所述的一种高硅铝合金的真空冶金连接方法，其特征在于，方式三的具体步骤如下：
S11、使用高硅元素含量的硅铝合金原材料，加工成毛坯件；
S12、使用纯铝原材料，加工纯铝板；
S13、装配毛坯件和纯铝板，使用搅拌摩擦焊夹具对其进行装夹，防止搅拌摩擦焊焊接过程中，二者不发生相对运动；
S14、搅拌摩擦焊焊接毛坯件和纯铝板；
S15、采用数控切削加工表面形成扩散焊光面，切削加工深度小于搅拌摩擦焊前纯铝板的厚度；
S16、超声波清洗，得到焊前处理后的工件；
S17、扩散焊焊接焊前处理之后的工件。
9.根据权利要求1所述的一种高硅铝合金的真空冶金连接方法，其特征在于，步骤S1中，通过搅拌摩擦焊的方式对待焊接高硅铝合金工件进行焊前处理，方式四如下：
使用无针中空搅拌头对待焊接高硅铝合金工件的待焊接面进行搅拌摩擦焊，搅拌头内部与待焊接面的接触的材料选择纯铝材料，焊接过程搅拌头的纯铝材料区域与待焊接高硅铝合金工件的待焊接面摩擦发生磨损，磨损的纯铝材料与待焊接高硅铝合金工件焊接为一体，提高了工件表面的铝元素含量。
10.根据权利要求9所述的一种高硅铝合金的真空冶金连接方法，其特征在于，该方法的具体实现步骤如下：
S11、使用高硅元素含量的硅铝合金原材料，加工成毛坯件，即加工基板和盖板；
S12、搅拌摩擦焊焊接毛坯件的待焊接面，搅拌头的类型选择无针中空搅拌头，搅拌头内部与毛坯件的待焊接面接触的材料为纯铝材料；
S13、采用数控切削加工表面形成扩散焊光面；
S14、超声波清洗，得到焊前处理后的工件；
扩散焊焊接焊前处理之后的工件。
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