[發明專利]石英復合陶瓷與鐵鎳合金的液相擴散連接方法

有效

• 申請號: 201510316309.6
• 申請日: 2015-06-10
• 公開（公告）號: CN104874909B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 王芬;佘平江;孫曉莉;雷寧;吳廣力;尹正帥
• 申請（專利權）人: 湖北三江航天江北機械工程有限公司
• 主分類號: B23K20/00
• 分類號: B23K20/00
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司42104
• 代理人: 胡鎮西

1.一種石英復合陶瓷與鐵鎳合金的液相擴散連接方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)表面清理：采用丙酮對鐵鎳合金的連接表面進行清理；采用化學鍍鎳工藝對石英復合陶瓷的連接表面進行鍍鎳；

2)制備中間層合金：將含微量Ni、Ag、Cu元素的Au-Ge中間層合金制備成箔片，所述中間層合金中，Au含量75％～90％，Ge含量7％～22％，Ni含量1％～1.5％，Ag含量0.5％～1％，Cu含量0.5％～1％；

3)接頭裝配間隙設計：石英復合陶瓷與鐵鎳合金連接處的裝配間隙d＝d₁+d₂，其中d₁為中間層合金的厚度，d₂為石英復合陶瓷與鐵鎳合金連接處在加熱時產生的膨脹間隙；

4)液相擴散連接：將石英復合陶瓷材料、中間層合金、鐵鎳合金通過工裝裝配后放入真空爐中，充氮氣保護，在380℃～550℃下保溫15～60min后隨爐降溫。

2.根據權利要求1所述的石英復合陶瓷與鐵鎳合金的液相擴散連接方法，其特征在于：所述步驟1)中，化學鍍鎳工藝包括除油、粗化、敏化、活化、還原及施鍍六個步驟。

3.根據權利要求1所述的石英復合陶瓷與鐵鎳合金的液相擴散連接方法，其特征在于：所述步驟3)中，首先將石英復合陶瓷制成內徑為L₁的石英復合陶瓷環(4)，然后根據公式L₁+α₁·L₁(t₂-t₁)＝L₂+α₂·L₂(t₂-t₁)，計算出需要制成鐵鎳合金環(2)的外徑L₂，從而裝配間隙d＝(L₁-L₂)/2，制備中間層合金箔片(3)的厚度d₁＝d/2，膨脹間隙d₂＝d/2；

其中，L₁為石英復合陶瓷環(4)在溫度為t₁時的內徑，α₁為石英復合陶瓷材料在溫度區間t₁～t₂線膨脹系數，t₁為初始溫度，t₂為液相擴散連接溫度，L₂為鐵鎳合金環(2)在溫度為t₁時的外徑，α₂為鐵鎳合金材料在溫度區間t₁～t₂線膨脹系數。

4.根據權利要求3所述的石英復合陶瓷與鐵鎳合金的液相擴散連接方法，其特征在于：所述步驟4)中，裝配的具體步驟為：首先在石墨環工裝(1)上套入外徑為L₂的鐵鎳合金環(2)，然后在鐵鎳合金環(2)外表面套入厚度為d/2的中間層合金箔片(3)，最后在中間層合金箔片(3)外表面套入內徑為L₁的石英復合陶瓷環(4)，裝配完成后放入真空爐中。

5.根據權利要求1所述的石英復合陶瓷與鐵鎳合金的液相擴散連接方法，其特征在于：所述步驟4)中，充氮氣的流量為15～25L/min，爐溫設定為450℃，保溫時間為25min。