[發明專利]一種釬焊材料及其制備方法以及用其進行釬焊的方法有效

申請號：	200810047931.1	申請日：	2008-06-05
公開（公告）號：	CN101327551A	公開（公告）日：	2008-12-24
發明（設計）人：	熊惟皓;葉大萌;楊青青;肖建華;姚振華;瞿峻	申請（專利權）人：	華中科技大學
主分類號：	B23K35/30	分類號：	B23K35/30;B23K35/40;B22F3/16;B23K1/008;B23K1/20
代理公司：	華中科技大學專利中心	代理人：	方放
地址：	430074湖北***	國省代碼：	湖北;42
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種釬焊材料及其制備方法以及進行
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【說明書】：

技術領域

本發明屬于釬焊材料的制備方法及其應用，具體涉及一種應用于Ti(C，N)基金屬陶瓷與鋼焊接的釬焊材料及其制備方法以及用其進行焊接的方法。

背景技術

現代工業的發展對材料性能的要求越來越苛刻，在很多場合下金屬材料已經不能滿足需求。與之相比，金屬陶瓷材料具有一系列優良的物理和化學性能，如良好的高溫強度、高硬度和優良的耐腐蝕性。但由于金屬陶瓷材料的脆性、不可變形性和加工性能差，難以制造結構復雜的金屬陶瓷零件，故大尺寸和結構復雜的金屬陶瓷零件，采用連接技術是不可避免的。通過連接技術可以實現低成本制造形狀復雜、多組分部件，同時還可以提高金屬陶瓷結構的可靠性。因此金屬陶瓷材料的連接技術已成為近年來材料連接領域的一個重要研究課題。

Ti(C，N)基金屬陶瓷是一種顆粒型復合材料，是在TiC基金屬陶瓷的基礎上發展起來的新型金屬陶瓷。Ti(C，N)基金屬陶瓷具有高硬度、耐磨、耐氧化、耐腐蝕等一系列優良綜合性能，它在相同硬度時耐磨性高于WC-Co硬質合金，其密度卻只有硬質合金的一半。因此，Ti(C，N)基金屬陶瓷已被廣泛用作工具材料。這種新型金屬陶瓷工具材料的廣泛應用是以其成功的連接技術為前提的，但由于Ti(C，N)基金屬陶瓷屬于脆性材料，熔點比金屬高，其線膨脹系數與金屬相差較大，使得Ti(C，N)基金屬陶瓷與金屬焊接后接頭中的殘余應力很高，加之與金屬的相容性較差，使得Ti(C，N)基金屬陶瓷與金屬的焊接性較差，國內外對于Ti(C，N)基金屬陶瓷與金屬的連接技術研究較少，缺乏合適的釬焊材料且存在連接強度不高等問題，限制了Ti(C，N)基金屬陶瓷材料在工業生產中的廣泛應用。目前，對Ti(C，N)基金屬陶瓷與金屬焊接的方法包括真空電子束焊、激光焊、真空擴散焊和釬焊等連接技術，其中釬焊、擴散焊連接方法比較成熟，應用較廣泛，對Ti(C，N)基金屬陶瓷與鋼進行釬焊連接已取得了一些進展，李先芬等對Ti(C，N)基金屬陶瓷與45鋼采用銅基、銀基釬焊材料分別進行了火焰釬焊試驗和在氬氣保護爐中釬焊試驗，獲得的接頭最高剪切強度為114MPa，平均剪切強度為51MPa，但釬焊連接強度普遍不高，且連接質量不穩定；見李先芬、丁厚福、徐道榮、劉寧、許育東，“Ti(C，N)基金屬陶瓷與45號鋼釬焊的試驗研究”熱加工工藝，2003.(2)：24。

發明內容

本發明提供一種釬焊材料，同時提供其制備方法以及用其進行釬焊的方法，解決現有Ti(C，N)基金屬陶瓷與金屬連接中存在的連接強度和工作溫度偏低的問題，實現Ti(C，N)基金屬陶瓷與鋼的牢固連接，且使連接接頭具有較好的連接強度和較高的工作溫度。

本發明的一種釬焊材料，包含Cu、Ag、Zn、Ni成分，其特征在于：

其還包含Ti和Si；所述各成分質量百分比為：40％≤Cu≤45％，20％≤Ag≤25％，21％≤Zn≤23％，5％≤Ni≤10％，1％≤Ti≤3％，1％≤Si≤5％；各成分混合、壓制成型、經燒結、退火軋制成釬焊材料薄片。

本發明的釬焊材料制備方法，包括：

(1)混合步驟：將Cu、Ag、Zn、Ni、Ti和Si金屬粉末按所述質量百分比放入行星球磨機中混合球磨，得到合金粉末；

2)成型步驟：將合金粉末采用模壓壓制成型，壓力為450～550Mpa；

(3)燒結步驟：對壓制成型的壓坯采用真空燒結或保護氣氛燒結，燒結溫度750℃～800℃，燒結時間15～30min；

(4)軋制步驟：燒結體退火軋制成釬焊材料薄片。

所述的釬焊材料制備方法，其特征在于：

所述混合步驟中，Ag、Cu金屬粉末粒度為200目，Zn、Ni、Ti、Si金屬粉末粒度為300目，在行星球磨機中混合球磨60～120min。

本發明的釬焊材料進行釬焊的方法，包括：