[發(fā)明專利]焊接Si3N4陶瓷–不銹鋼的釬料及其釬焊方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610291713.7
• 申請日: 2016-05-05
• 公開（公告）號: CN105728981B
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋曉國;于明潤;彭赫力;劉海建;付偉;曹健;李中權(quán)
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海);上海航天精密機(jī)械研究所
• 主分類號: B23K35/32
• 分類號: B23K35/32;B23K35/40;C04B37/02
• 代理公司: 威海科星專利事務(wù)所 37202
• 代理人: 于濤

本發(fā)明公開了焊接Si₃N₄陶瓷–不銹鋼的釬料及其釬焊方法，其特征是釬料由按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比100份的鈦、40~130份的鎳和30~200份的鈮制成，方法步驟如下：首先用真空熔煉等方法制備釬料并控制厚度為50μm~350μm；然后將釬料置于Si₃N₄陶瓷的待焊表面和不銹鋼的待焊表面之間，施加0~10MPa的軸向壓力；再在真空或惰性氣體環(huán)境中程序升溫至1050℃~1350℃，保溫5min~120min后，程序降溫至300℃~600℃，最后隨爐冷卻至室溫，完成Si₃N₄陶瓷–不銹鋼的釬焊。本發(fā)明所述的釬料及釬焊方法，提高了釬焊接頭的高溫強(qiáng)度，解決了現(xiàn)有釬焊Si₃N₄陶瓷與金屬的銀基釬料釬焊接頭使用溫度低的問題；其具有工藝簡單、實(shí)施方便、釬焊接頭強(qiáng)度優(yōu)良的特點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及釬料及其釬焊方法，具體地說是一種焊接Si₃N₄陶瓷–不銹鋼的釬料及其釬焊方法。

背景技術(shù)

Si₃N₄陶瓷具有優(yōu)良的抗熱震和力學(xué)性能，同時具有自潤滑性，摩擦系數(shù)小，耐腐蝕和抗高溫氧化的特性，廣泛應(yīng)用于熱機(jī)材料、切削工具、抗腐蝕和耐磨損的密封部件。由于Si₃N₄陶瓷自身硬而脆的特性，使得其自身難以制備、加工成復(fù)雜形狀的構(gòu)件，這大大限制了Si₃N₄陶瓷在工程結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域中的應(yīng)用。因此，解決Si₃N₄陶瓷與其他材料的連接技術(shù)是保證其得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵，尤其是實(shí)現(xiàn)Si₃N₄陶瓷與不銹鋼的連接具有重要的實(shí)際價值。現(xiàn)有的釬焊Si₃N₄陶瓷與金屬的釬料主要是銀基釬料，用該類釬料制備的接頭使用溫度不超過500℃。由于Si3N4陶瓷的高溫性能優(yōu)良，因此接頭高溫性能不足，限制了Si3N4陶瓷的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有的釬焊Si₃N₄陶瓷與金屬的銀基釬料釬焊接頭使用溫度低的問題，而提供焊接Si₃N₄陶瓷–不銹鋼的釬料及其釬焊方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種焊接Si₃N₄陶瓷–不銹鋼的釬料，其特征在于由按質(zhì)量分?jǐn)?shù)比100份的鈦、40 ~130份的鎳和30 ~ 200份的鈮制成的。

本發(fā)明中制作釬料的鈦原料、鎳原料和鈮原料均為金屬單質(zhì)，質(zhì)量純度不低于98%。

一種焊接Si₃N₄陶瓷–不銹鋼的方法。其特征在于步驟如下：

步驟一、制備釬料：將鈦原料、鎳原料和鈮原料按比例稱量后置于熔煉爐中，在真空環(huán)境或惰性氣體環(huán)境中往復(fù)熔煉5 ~ 20次制得釬料合金錠；而后切割成所需形狀并減薄至厚度50μm ~ 350μm的薄板狀纖料，并用丙酮清洗10min ~ 30min，取出后用吹風(fēng)機(jī)吹干，

步驟二、焊前處理：將Si₃N₄陶瓷待焊表面用不低于600目的金剛石沙盤打磨，不銹鋼待焊表面用不低于600目的水砂紙打磨，然后將Si₃N₄陶瓷、不銹鋼放在丙酮中超聲清洗10min ~ 30min，取出后用吹風(fēng)機(jī)吹干，