CN1475463A - 陶瓷与金属场致自蔓延燃烧连接法 - Google Patents
陶瓷与金属场致自蔓延燃烧连接法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1475463A CN1475463A CNA031125069A CN03112506A CN1475463A CN 1475463 A CN1475463 A CN 1475463A CN A031125069 A CNA031125069 A CN A031125069A CN 03112506 A CN03112506 A CN 03112506A CN 1475463 A CN1475463 A CN 1475463A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- metal
- pottery
- self
- mixed fillers
- ceramic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Abstract
一种陶瓷与金属材料场致自蔓延燃烧连接方法属于陶瓷与金属连接的技术领域,特别是涉及到金属部件高温磨损表面敷置陶瓷防护层的技术,其特征在于是,陶瓷采用自蔓延燃烧法与金属实现永久连接,陶瓷及金属的结合是依靠自身的燃烧热能在瞬间结合界面形成局部高温并在外加压力的作用下形成界面烧结合成;外加静电场利于结合界面离子的迁移和扩散;陶瓷连接表面的镍浸润和填补了陶瓷与填料层的界面间隙;填料燃烧后所形成的金属与非金属化合物的混合物的热物理性能介于被连接金属和陶瓷热物理性能之间,提高了陶瓷与金属的结合强度,简化了连接工艺,降低了连接成本。
Description
技术领域
本发明提出的陶瓷与金属材料场致自蔓延燃烧连接方法属于陶瓷与金属连接的技术领域,特别是涉及到金属部件高温磨损表面敷置陶瓷防护层的技术。
发明背景
近年发展起来的陶瓷与金属的连接方法是采用热喷涂的方法在金属表面涂敷陶瓷材料,或采用SHS法燃烧结合、或将陶瓷表面金属化后再与金属材料进行真空钎接,这类方法的主要缺点是工艺过程复杂、连接强度较低或生成的陶瓷层致密度低。
发明内容
为了克服上述技术背景中存在的不足,本发明专利提出一种新的高效、经济的陶瓷与金属的连接方法。
本发明陶瓷与金属场致自蔓延燃烧连接法,其特征在于,采用陶瓷与金属场致自蔓延燃烧合成连接的方法,其具体步骤为:首先在陶瓷1表面镀镍后与金属2之间夹置混合填料3,之间,压力P保持为1~5MPa,型模7内的气氛为空气或Ar气保护;采用脉冲引燃器5点燃填料3,燃烧反应结束后陶瓷与金属即形成永久连接;连接件随型模7冷却至50℃以下即可取消外加电场取出被连接工件。
在上述方法中,上压模4和下压模8均由金属导电材料制成,且上压模4接直流电源负极,下压模8接正极。型模7由石英砂材料制成。
在上述方法中,混合填料3的材料是铝粉、金属氧化物、硼酸钠、氧化硅、氟化钙的机械混合物:铝粉或钛粉20~40%,金属氧化物20~50%,硼酸钠0~5%,氧化硅3~10%,氟化钙3~8%。
在上述方法中,混合填料3的材料也可以是铝粉或钛粉、石墨粉、金属氧化物、硼酸钠、氧化硅、氟化钙的机械混合物。
在上述方法中,所述的陶瓷1的材料是结构陶瓷和功能陶瓷,即Al2O3、ZrO2、TiC、SiN、MgO。所述的被连接表面镀镍是用化学法镀镍,镀层厚度3~5μm。
在上述方法中,金属2的材料是碳素钢、合金钢、铝及铝合金、镍及镍合金、钛及钛合金。
在上述方法中,混合填料3是经搅拌均匀后再经模压成形为片状的层间填料板,厚度1~3mm。
本发明提出的陶瓷与金属场致自蔓延燃烧连接法与一般的陶瓷与金属连接方法相比的积极效果在于:
混合填料分别与陶瓷及金属的结合是依靠自身的燃烧热能在瞬间使结合界面形成局部高温并在外加压力的作用下形成界面烧结合成;外加静电场利于结合界面离子的迁移和扩散;陶瓷连接表面的镍浸润和填补了陶瓷与填料层的界面间隙;填料燃烧后所形成的金属与非金属化合物的混合物的热物理性能介于被连接金属和陶瓷热物理性能之间,提高了陶瓷与金属的结合强度,简化了连接工艺,降低了连接成本。
本方法主要用于金属材料部件表面高温磨损和腐蚀的防护和修复工程。
附图说明:
图1表示本发明专利提出的陶瓷与金属场致自蔓延燃烧连接装置图。1-陶瓷;2-金属;3-混合填料;4-上压板;5-脉冲引燃器;6-直流电源;7-型模;8-下压板;9-气孔;10-镍层。
如图1所示,被连接表面镀镍后的陶瓷1与金属2间夹置混合填料3后置于上压模4、下压模8和型模7之间,上压模4接直流电源负极,下压模8接正极;脉冲引燃器5的触点与混合填料边缘连接;这样被连接材料陶瓷1、金属2和混合填料3均置于300~500V的直流电场之中,并受到1~5MPa压力P的作用;型模7内的气氛为空气或Ar气保护;采用脉冲引燃器5使混合填料3燃烧反应,并保持压力P不变;燃烧反应结束后连接件随型模7冷却至50℃以下,取消外加直流电压后取出连接工件。
具体实施方式
实施方式1:
陶瓷材料Al2O3板,厚度1.5mm;金属材料20钢,厚度12mm;混合填料组分:铝粉35%,氧化铁红45%,氧化硅10%,其余为硼酸钠及氟化钙;陶瓷镀镍层厚度5μm。按照说明书所述方法进行连接,电压300V,压力5Mpa。陶瓷与金属连接抗剪强度29.5Mpa。
实施方式2:
陶瓷材料ZrO2板,厚度2.0mm;金属材料13CrMo44钢,厚度8mm;混合填料组分:铝粉40%,氧化铁红35%,氧化铬10%,其余为氧化硅及氟化钙;陶瓷镀镍层厚度3μm。按照说明书所述方法进行连接,电压500V,压力3Mpa。陶瓷与金属连接抗剪强度32Mpa。
实施方式3:
陶瓷材料TiC板,厚度1.0mm;金属材料不锈钢,厚度6mm;混合填料组分:钛粉40%,氧化铁红25%,氧化铬10%,石墨粉25%,陶瓷镀镍层厚度3μm。按照说明书所述方法进行连接电压300V,压力5Mpa,陶瓷与金属连接抗剪强度28Mpa。
Claims (5)
1.陶瓷与金属场致自蔓延燃烧连接法,其特征在于,陶瓷采用自蔓延燃烧法与金属实现永久连接,该方法包括:被连接表面镀镍后的陶瓷1与金属2间夹置混合填料3后置于上压模4、下压模8和型模7之间,上压模4接直流电源负极,下压模8接正极;脉冲引燃器5的触点与混合填料边缘连接;这样被连接材料陶瓷1、金属2和混合填料3均置于300~500V的直流电场之中,并受到1~5MPa压力P的作用;型模7内的气氛为空气或Ar气保护;采用脉冲引燃器5使混合填料3燃烧反应,并保持压力P不变;燃烧反应结束后连接件随型模7冷却至50℃以下,取消外加直流电压后取出连接工件。
2.根据权利要求1所述陶瓷与金属场致自蔓延燃烧连接方法,奇特征在于,陶瓷1表面镀镍层厚度为3-5μm,混合填料厚度1-3mm。
3.根据权利要求1所述陶瓷与金属场致自蔓延燃烧连接方法,后混合填料3的材料为是铝粉或钛粉、金属氧化物、硼酸钠、氧化硅、氟化钙的机械混合物:铝粉或钛粉20~40%,金属氧化物20~50%,硼酸钠0~5%,氧化硅3~10%,氟化钙3~8%。
4.根据权利要求1所述陶瓷与金属场致自蔓延燃烧连接方法,其特征在于混合填料3的材料也可以是铝粉、钛粉、石墨粉、金属氧化物、硼酸钠、氧化硅、氟化钙的机械混合物。
5.根据权利要求1所述陶瓷与金属场致自蔓延燃烧连接方法,被连接陶瓷1的材料是结构陶瓷和功能陶瓷Al2O3、ZrO2、TiC、SiN、MgO中的任何一种;被连接金属2的材料是碳素钢、合金钢、铝及铝合金、镍及镍合金、钛及钛合金中的任何一种;被连接陶瓷及金属材料同时置于直流电场中,金属接正极,陶瓷接负极。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB031125069A CN1189429C (zh) | 2003-06-05 | 2003-06-05 | 陶瓷与金属场致自蔓延燃烧连接法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB031125069A CN1189429C (zh) | 2003-06-05 | 2003-06-05 | 陶瓷与金属场致自蔓延燃烧连接法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1475463A true CN1475463A (zh) | 2004-02-18 |
CN1189429C CN1189429C (zh) | 2005-02-16 |
Family
ID=34152466
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB031125069A Expired - Fee Related CN1189429C (zh) | 2003-06-05 | 2003-06-05 | 陶瓷与金属场致自蔓延燃烧连接法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1189429C (zh) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1328222C (zh) * | 2005-10-25 | 2007-07-25 | 哈尔滨工业大学 | TiAl合金与TiB2金属陶瓷的自蔓延反应连接方法 |
CN100432010C (zh) * | 2006-04-30 | 2008-11-12 | 太原理工大学 | 多层陶瓷内衬复合管及其制备方法 |
CN101333116B (zh) * | 2008-07-30 | 2010-06-02 | 哈尔滨工业大学 | 陶瓷及陶瓷基复合材料与钛合金的钎焊焊接方法 |
CN102336578A (zh) * | 2010-07-22 | 2012-02-01 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 锡青铜与氧化铝陶瓷的连接方法及制得的连接件 |
CN102875180A (zh) * | 2012-11-07 | 2013-01-16 | 王向阳 | 一种连接陶瓷和铝金属的方法 |
CN102873469A (zh) * | 2012-10-31 | 2013-01-16 | 王翔东 | 一种用于焊接金属和陶瓷的低温铝热焊料 |
CN104669719A (zh) * | 2015-03-23 | 2015-06-03 | 王栩 | 一种陶瓷-金属复合体及其制备方法 |
CN109777990A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-05-21 | 孟静 | 铝合金制备方法 |
-
2003
- 2003-06-05 CN CNB031125069A patent/CN1189429C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1328222C (zh) * | 2005-10-25 | 2007-07-25 | 哈尔滨工业大学 | TiAl合金与TiB2金属陶瓷的自蔓延反应连接方法 |
CN100432010C (zh) * | 2006-04-30 | 2008-11-12 | 太原理工大学 | 多层陶瓷内衬复合管及其制备方法 |
CN101333116B (zh) * | 2008-07-30 | 2010-06-02 | 哈尔滨工业大学 | 陶瓷及陶瓷基复合材料与钛合金的钎焊焊接方法 |
CN102336578A (zh) * | 2010-07-22 | 2012-02-01 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 锡青铜与氧化铝陶瓷的连接方法及制得的连接件 |
CN102336578B (zh) * | 2010-07-22 | 2014-10-15 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 锡青铜与氧化铝陶瓷的连接方法及制得的连接件 |
CN102873469A (zh) * | 2012-10-31 | 2013-01-16 | 王翔东 | 一种用于焊接金属和陶瓷的低温铝热焊料 |
CN102873469B (zh) * | 2012-10-31 | 2014-10-08 | 王翔东 | 一种用于焊接金属和陶瓷的低温铝热焊料 |
CN102875180A (zh) * | 2012-11-07 | 2013-01-16 | 王向阳 | 一种连接陶瓷和铝金属的方法 |
CN104669719A (zh) * | 2015-03-23 | 2015-06-03 | 王栩 | 一种陶瓷-金属复合体及其制备方法 |
CN109777990A (zh) * | 2019-03-21 | 2019-05-21 | 孟静 | 铝合金制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1189429C (zh) | 2005-02-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101391901B (zh) | Al2O3陶瓷与金属材料的钎焊方法 | |
US4627896A (en) | Method for the application of a corrosion-protection layer containing protective-oxide-forming elements to the base body of a gas turbine blade and corrosion-protection layer on the base body of a gas turbine blade | |
CN1189429C (zh) | 陶瓷与金属场致自蔓延燃烧连接法 | |
CN104404434A (zh) | 一种金属材料表面的陶瓷涂层及其制备方法 | |
TW200525078A (en) | Turbine component, gas turbine engine, method for manufacturing turbine component, surface processing method, vane component, metal component, and steam turbine engine | |
JP2005532472A (ja) | ダイヤモンド電極およびその製造法 | |
TW200944618A (en) | Member coated with aluminum nitride by thermal spraying and process for producing the same | |
CN102339758A (zh) | 低温键合制备铜-陶瓷基板方法 | |
JPS6119583B2 (zh) | ||
US2835967A (en) | Method of producing a solderable metallic coating on a ceramic body and of solderingto the coating | |
CN105777210A (zh) | 一种氮化铝陶瓷覆铜板及其制备方法 | |
Li et al. | Research progress in TiB 2 wettable cathode for aluminum reduction | |
CN103332942B (zh) | 一种低温烧结Ni金属纤维复合陶瓷基板 | |
CN109693451A (zh) | 一种热敏打印头用发热基板及其制造方法 | |
CN107779829B (zh) | 基于高温镍基合金的多层复合耐高温腐蚀涂层的制备方法 | |
NZ547441A (en) | Stabilizers for titanium diboride - containing cathode structures | |
CN106946583A (zh) | 一种铝碳化硅一体式基板的制备方法 | |
CN103014699A (zh) | 在钢板表面制备厚氧化铝陶瓷涂层的静态自蔓延法 | |
CN114479531A (zh) | 一种导电可磨耗封严涂层材料及其制备方法 | |
CN109455935A (zh) | 一种氧化铝陶瓷与耐磨钢的复合材料及其制备方法 | |
CN105436643A (zh) | 一种氧化铝陶瓷的铝或铝合金直接钎焊方法 | |
JP2009529097A (ja) | 熱負荷および腐食を受ける機能部材の被膜 | |
CN116353153A (zh) | 陶瓷-铜复合体、陶瓷-铜复合体的制造方法、陶瓷电路基板及功率模块 | |
Intrater | Review of some processes for ceramic‐to‐metal joining | |
CN214675729U (zh) | 一种结合力更强的陶瓷加热器结构及其加热板结构 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |