[發明專利]不銹鋼與氧化鋯陶瓷的連接方法及制得的連接件

無效

• 申請號: 201010510439.0
• 申請日: 2010-10-18
• 公開（公告）號: CN102452838A
• 公開（公告）日: 2012-05-16
• 發明（設計）人: 張新倍;陳文榮;蔣煥梧;陳正士;胡文峰
• 申請（專利權）人: 鴻富錦精密工業（深圳）有限公司;鴻海精密工業股份有限公司
• 主分類號: C04B37/02
• 分類號: C04B37/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種金屬與陶瓷的連接方法及制得的連接件，尤其涉及一種不銹鋼與氧化鋯陶瓷的連接方法及制得的連接件。

背景技術

不銹鋼在常溫下具有較好的耐腐蝕性能，被廣泛應用于制造各種工程結構和機械零件。然而，當在高溫、腐蝕性等較為惡劣的環境下使用時，不銹鋼的耐腐蝕性、耐磨性、抗沖蝕性、耐高溫性能等已經很難滿足現代生產技術的進一步需求。而氧化鋯陶瓷具有硬度高、高溫抗腐蝕、耐磨損、抗沖蝕等優點，因此，不銹鋼和氧化鋯陶瓷連接在一起制備成復合結構，對于不銹鋼在惡劣環境中應用具有非常重要的意義。

目前，實現不銹鋼與氧化鋯陶瓷的連接主要是在兩者間添加中間金屬層，在高溫下實現兩者的擴散連接。通常，是在陶瓷側添加活性高的金屬或者膨脹系數小、彈性模量大的金屬。在陶瓷側添加活性高的金屬，如鈦，雖然能實現不銹鋼與氧化鋯陶瓷的反應連接，但由于鈦的熱膨脹系數與陶瓷差異較大，因此存在較大的熱應力，從而使結合力下降。在陶瓷側添加熱膨脹系數小、彈性模量大的金屬，如鎳，因這些金屬的活性較低，與陶瓷的擴散反應較困難，因此連接難度較高。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種易于實現的、可獲得較高連接強度的不銹鋼與氧化鋯陶瓷的連接方法。

另外，還有必要提供一種由上述連接方法制得的連接件。

一種不銹鋼與氧化鋯陶瓷的連接方法，包括以下步驟：

提供一待連接的不銹鋼件、一氧化鋯陶瓷件、一鉬箔及一銅箔；

對該氧化鋯陶瓷件、不銹鋼件、鉬箔及銅箔分別進行打磨和清洗；

在該氧化鋯陶瓷件表面沉積一鎳金屬層；

將氧化鋯陶瓷件、鉬箔、銅箔及不銹鋼件放入一連接模具中，使鉬箔和銅箔夾放在氧化鋯陶瓷件與不銹鋼件之間，并且鉬箔與氧化鋯陶瓷件相鄰，銅箔與不銹鋼件相鄰；

將連接模具放入一熱壓燒結爐中，在保護氣氛下對工件進行固相擴散連接；

待冷卻后取出不銹鋼與氧化鋯陶瓷的連接件。

一種不銹鋼與氧化鋯陶瓷的連接件，該不銹鋼與氧化鋯陶瓷的連接件包括一不銹鋼件、一氧化鋯陶瓷件及連接該不銹鋼件與該氧化鋯陶瓷件的連接部，該連接部包括一第一過渡層、一鉬層、一第二過渡層、一銅層及一第三過渡層，該第一過渡層位于氧化鋯陶瓷件與鉬層之間，第一過渡層由鎳鉬金屬間化合物組成，該第二過渡層位于鉬層與該銅層之間，第二過渡層由鉬銅固熔體及鉬銅金屬間化合物組成，該第三過渡層位于銅層與不銹鋼件之間，第三過渡層由銅鐵金屬間化合物及銅鐵固熔體組成。

相較于現有技術，上述不銹鋼與氧化鋯陶瓷的連接方法在氧化鋯陶瓷件的表面先沉積一鎳金屬層，然后在熱壓燒結爐中通過施加鉬箔和銅箔作為中間介質層，實現氧化鋯陶瓷件與不銹鋼件的固相擴散連接。在氧化鋯陶瓷件一側施加膨脹系數較小的鉬箔作為連接介質，降低了不銹鋼與氧化鋯陶瓷間的熱應力，有效防止裂紋產生，提高了連接強度；沉積在氧化鋯陶瓷件表面的鎳金屬層活性較大，彌補了鉬與氧化鋯陶瓷反應慢、不易連接的缺陷。由該方法制得的不銹鋼與氧化鋯陶瓷的連接件具有較大的連接強度。

附圖說明

圖1為本發明較佳實施例不銹鋼與氧化鋯陶瓷的連接方法原理圖。

圖2為本發明較佳實施例的不銹鋼與氧化鋯陶瓷的連接件的剖面示意圖。

主要元件符號說明

不銹鋼與氧化鋯陶瓷的連接件??10

氧化鋯陶瓷件????????????????20

不銹鋼件????????????????????30

鉬箔????????????????????????40

銅箔????????????????????????50

鎳金屬層????????????????????60

連接模具????????????????????70

上壓頭??????????????????????72

下壓頭??????????????????????74

中模????????????????????????76

連接部??????????????????????80

第一過渡層??????????????????81

鉬層????????????????????????82

第二過渡層??????????????????83

銅層????????????????????????84