[發(fā)明專利]黃銅與碳化硅陶瓷的連接方法及其連接件

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010570273.1
• 申請(qǐng)日: 2010-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN102485697A
• 公開（公告）日: 2012-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張新倍;陳文榮;蔣煥梧;陳正士;胡文峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司
• 主分類號(hào): C04B37/02
• 分類號(hào): C04B37/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種金屬與陶瓷的連接方法及其連接件，尤其涉及一種黃銅與碳化硅陶瓷的連接方法及其連接件。

背景技術(shù)

黃銅包括僅含有銅鋅二元合金的普通黃銅及含有錫、錳、鎳、鐵、硅組成的銅合金的特殊黃銅。黃銅由于較易成型，廣泛地應(yīng)用于連接器件及散熱器。陶瓷具有耐高溫、耐腐蝕、耐磨損等優(yōu)點(diǎn)，在高溫結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。但由于陶瓷脆性大、延性低、難以加工等缺點(diǎn)，使得陶瓷的進(jìn)一步應(yīng)用受到了限制。若將陶瓷與金屬連接起來就可以發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)、彌補(bǔ)各自的不足，從而可以克服難以加工的缺點(diǎn)，有利于制備復(fù)雜形狀的部件。

由于黃銅與陶瓷的物理、化學(xué)性能差異較大，使得兩者之間的連接非常困難，目前主要采用熔焊、釬焊、固相擴(kuò)散連接及瞬間液相連接來實(shí)現(xiàn)陶瓷與金屬的連接。但這些方法存在許多不足：難于制得高結(jié)合強(qiáng)度的接頭；對(duì)金屬件表面的清潔度及設(shè)備真空度要求很高；固相擴(kuò)散連接及瞬間液相連接溫度要求較高，保溫時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致兩者間的連接耗時(shí)、耗能；熔焊容易產(chǎn)生裂紋；釬焊雖然連接溫度較低，但由于釬料的熔點(diǎn)普遍較低，因此釬焊難于制得能在高溫下使用的接頭。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，有必要提供一種加工時(shí)間較短，又可獲得較高結(jié)合強(qiáng)度的黃銅與碳化硅陶瓷的連接方法。

另外，還有必要提供一種由上述連接方法制得的連接件。

一種黃銅與碳化硅陶瓷的連接方法，包括以下步驟：

提供待連接的黃銅件、碳化硅陶瓷件、鋁箔、鎳箔，石墨模具及放電等離子體燒結(jié)設(shè)備，該模具包括上壓頭、下壓頭及中模，該放電等離子體連接設(shè)備包括一爐膛；

將該碳化硅陶瓷件、鋁箔、鎳箔及黃銅件分別放入石墨模具內(nèi)，其中，該鎳箔及鋁箔位于黃銅件與碳化硅陶瓷之間，使鎳箔與黃銅件鄰接，鋁箔與碳化硅陶瓷鄰接，并且用上壓頭和下壓頭壓緊；

將該石墨模具放入所述放電等離子體燒結(jié)設(shè)備的所述爐膛中，對(duì)黃銅及碳化硅陶瓷施加脈沖電流而進(jìn)行放電等離子體連接，設(shè)置工藝參數(shù)為：軸向壓力為10-40MPa，當(dāng)溫度小于300℃取50℃/min以下、當(dāng)溫度大于300℃取80-200℃/min，保溫溫度為550-650℃，保溫時(shí)間為15-40min；

待冷卻后取出連接件。

一種連接件，該連接件由上述方法制得。

一種連接件，包括碳化硅陶瓷件、黃銅件及連接部，所述連接部包括第一過渡層、鋁層、第二過渡層、鎳層及第三過渡層，所述第一過渡層主要由鋁與碳的化合物、鋁與硅的化合物組成，所述第二過渡層主要由鋁鎳固熔體及鋁鐵金屬間化合物組成，所述第三過渡層主要由鎳銅固溶體及鎳銅金屬間化合物組成。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，上述黃銅與碳化硅陶瓷的連接方法采用一放電等離子體燒結(jié)設(shè)備對(duì)黃銅件與碳化硅陶瓷件施加脈沖電流及壓力來實(shí)現(xiàn)黃銅與碳化硅陶瓷的連接，該連接件的連接部結(jié)合強(qiáng)度高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例使用一放電等離子體燒結(jié)設(shè)備進(jìn)行黃銅與碳化硅陶瓷連接的示意圖。

圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例的連接件的剖面示意圖。

主要元件符號(hào)說明

放電等離子體燒結(jié)設(shè)備????10

軸向壓力系統(tǒng)????????????11

電極????????????????????12

爐膛????????????????????13

脈沖電源????????????????14

控制系統(tǒng)????????15

碳化硅陶瓷件????20

黃銅件??????????30

鋁箔????????????41

鎳箔????????????43

石墨模具????????50

上壓頭??????????51

下壓頭??????????52

中模????????????53

連接件??????????100

連接部??????????80

第一過渡層??????81

鋁層????????????82

第二過渡層??????83

鎳層????????????84

第三過渡層??????85

具體實(shí)施方式