專(zhuān)利名稱(chēng)：金屬與非金屬的真空壓力擴(kuò)散焊接工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空壓力擴(kuò)散焊接工藝，尤其是一種金屬與非金屬的真空壓力擴(kuò)散焊接工藝。
真空壓力擴(kuò)散焊是指焊件在真空環(huán)境中，加一定的溫度和壓力，使焊接面充分接觸，分子或原子進(jìn)行擴(kuò)散，產(chǎn)生金屬鍵，形成接頭，從而使焊件焊接在一起的方法。該技術(shù)起源于本世紀(jì)50年代，經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展已形成一項(xiàng)成熟的技術(shù)。而將金屬與非金屬焊接如不銹鋼與陶瓷等的焊接至今未見(jiàn)有成功的報(bào)導(dǎo)。由于金屬與非金屬的線(xiàn)膨脹系數(shù)差別較大，在焊接過(guò)程中，特別是在焊件冷卻時(shí)因焊接頭已經(jīng)形成，焊件不可能作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，由于收縮速度不一致，金屬產(chǎn)生的應(yīng)力常使非金屬焊件損傷，因而很難將金屬與非金屬在真空壓力擴(kuò)散焊中將其焊接在一起。
本發(fā)明的目的是為了提供一種在真空擴(kuò)散焊的條件下實(shí)現(xiàn)金屬與非金屬焊接，且焊接過(guò)程中不會(huì)損傷非金屬焊件、焊接件的接頭處的真空漏率低、抗拉強(qiáng)度高的金屬與非金屬真空壓力擴(kuò)散焊接工藝。
本發(fā)明的目的可通過(guò)如下措施來(lái)實(shí)現(xiàn)一種金屬與非金屬的真空壓力擴(kuò)散焊接工藝包括下述工藝步驟(1)將焊接件進(jìn)行表面處理，并當(dāng)金屬焊件厚度大于2毫米時(shí)，應(yīng)在靠近焊接面的外側(cè)開(kāi)設(shè)一圈應(yīng)力槽；然后將處理好的焊件安裝在高真空固態(tài)壓力擴(kuò)散焊爐中并抽真空；(2)當(dāng)爐中真空度在(2-4)×10-4Pa時(shí)開(kāi)始將爐加熱，在爐溫小于400℃時(shí)，每4-6分鐘內(nèi)可加熱升溫20-50℃；當(dāng)溫度大于400℃時(shí)，每40-80秒內(nèi)可升溫8-12℃；當(dāng)溫度大于550℃，進(jìn)行保溫13-17分鐘，然后繼續(xù)加熱升溫至600-640℃，保溫50-70分鐘后開(kāi)始降溫；(3)在爐溫溫度為640℃至380℃之間，應(yīng)在每4-6分鐘內(nèi)降溫8-12℃；在380℃至280℃之間，應(yīng)在每10-15分鐘內(nèi)降溫8-12℃；小于280℃時(shí)，可自然退溫；當(dāng)溫度小于160℃時(shí)，可停止抽真空，停加壓力直至關(guān)機(jī)；(4)在爐溫升溫過(guò)程中還應(yīng)加壓力，當(dāng)爐溫升至420-480℃時(shí)，開(kāi)始加壓力至0.2-0.3kg/mm2，然后每4-6分鐘加壓一次，累計(jì)2.5kg/mm2總壓加壓結(jié)束；然后保壓至停機(jī)。
本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明首次成功地提出了一套適用于在真空壓力擴(kuò)散焊條件下將金屬與非金屬焊接在一起的焊接工藝條件和參數(shù)；且采用本發(fā)明的焊接工藝可避免非金屬在焊接過(guò)程中因線(xiàn)膨脹系數(shù)與金屬不一致而產(chǎn)生的應(yīng)力損傷、破壞；另本發(fā)明焊接的金屬與非金屬的焊接頭處的真空漏率低小于1×10-9Pa·m3/s，其抗拉強(qiáng)度高，可達(dá)500kg/cm2左右。另本發(fā)明焊接處的材料性能保持與母材一致，后續(xù)的熱處理工藝可一并完成。
本發(fā)明還將結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)一步詳述本實(shí)施例以不銹鋼與陶瓷焊接工藝為例。該實(shí)施例包括下述工藝步驟(1)將焊接件進(jìn)行表面處理，并當(dāng)金屬焊件厚度大于2毫米時(shí)，應(yīng)在靠近焊接面的外側(cè)開(kāi)設(shè)一圈應(yīng)力槽，將處理好的焊件安裝在高真空固態(tài)壓力擴(kuò)散焊爐中并抽真空；(2)加溫當(dāng)爐中真空度在3×10-4Pa時(shí)開(kāi)始將爐加熱，在爐溫400℃以前，每5分鐘內(nèi)可加熱升溫30-40℃；溫度升至400℃以后，控制在65秒內(nèi)升溫11℃；當(dāng)溫度升至550℃，進(jìn)行保溫14分鐘，然后繼續(xù)加熱升溫至620℃，保溫55分鐘后開(kāi)始降溫；(3)降溫在爐溫溫度為620℃至380℃之間，應(yīng)在每4分鐘內(nèi)降溫9℃；在380℃至280℃之間，應(yīng)在每15分鐘內(nèi)降溫11℃；280℃以后，可讓其自然退溫；當(dāng)溫度160℃之后，可停止抽真空，停加壓力直至關(guān)機(jī)；當(dāng)爐溫降溫降至40℃以下，可開(kāi)爐取出焊件；(4)加壓力在爐溫升溫過(guò)程中還應(yīng)加壓力，當(dāng)爐溫升至470℃時(shí)，開(kāi)始加壓力至0.2kg/mm2，然后每5分鐘加壓一次，累計(jì)2.0kg/mm2總壓加壓結(jié)束；然后保壓至停機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種金屬與非金屬的真空壓力擴(kuò)散焊接工藝，其特征在于包括下述工藝步驟(1)將焊接件進(jìn)行表面處理，并當(dāng)金屬焊件厚度大于2毫米時(shí)，應(yīng)在靠近焊接面的外側(cè)開(kāi)設(shè)一圈應(yīng)力槽；然后將處理好的焊件安裝在高真空固態(tài)壓力擴(kuò)散焊爐中并抽真空；(2)當(dāng)爐中真空度在(2-4)×10-4Pa時(shí)開(kāi)始將爐加熱，在爐溫小于400℃時(shí)，每4-6分鐘內(nèi)可加熱升溫20-50℃；當(dāng)溫度大于400℃時(shí)，每40-80秒內(nèi)可升溫8-12℃；當(dāng)溫度大于550℃，進(jìn)行保溫13-17分鐘，然后繼續(xù)加熱升溫至600-640℃，保溫50-70分鐘后開(kāi)始降溫；(3)在爐溫溫度為640℃至380℃之間，應(yīng)在每4-6分鐘內(nèi)降溫8-12℃；在380℃至280℃之間，應(yīng)在每10-15分鐘內(nèi)降溫8-12℃；小于280℃時(shí)，可自然退溫；當(dāng)溫度小于160℃時(shí)，可停止抽真空，停加壓力直至關(guān)機(jī)；(4)在爐溫升溫過(guò)程中還應(yīng)加壓力，當(dāng)爐溫升至420-480℃時(shí)，開(kāi)始加壓力至0.2-0.3kg/mm2，然后每4-6分鐘加壓一次，累計(jì)2.5kg/mm2總壓加壓結(jié)束；然后保壓至停機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬與非金屬的真空壓力擴(kuò)散焊接工藝;該工藝給出了金屬與非金屬在真空壓力擴(kuò)散焊接條件下的表面處理、加熱升溫、加壓及降溫各階段的工藝參數(shù)和條件,使得將金屬與非金屬焊接成為可能,本發(fā)明可避免非金屬在焊接過(guò)程中因線(xiàn)膨脹系數(shù)與金屬不一致而產(chǎn)生的應(yīng)力損傷、破壞;另本發(fā)明焊接的金屬與非金屬的焊接頭處的真空漏率低小于1×10
文檔編號(hào)B23K20/14GK1253058SQ9812142
公開(kāi)日2000年5月17日 申請(qǐng)日期1998年11月11日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月11日
發(fā)明者李正芳, 王賢義, 張玉珍, 周德清, 李恒遠(yuǎn), 郝俊源 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所