[發明專利]一種采用釬焊材料對SiC基復合材料進行釬焊的工藝

有效

• 申請號: 201610918083.1
• 申請日: 2016-10-20
• 公開（公告）號: CN106378506B
• 公開（公告）日: 2018-08-31
• 發明（設計）人: 許祥平;劉啟明;鄒家生;夏春智
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B23K1/008
• 分類號: B23K1/008;B23K1/20;B23K35/30
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉靜

本發明公開了一種用于SiC基復合材料釬焊的釬料及釬焊工藝，該釬料各元素的質量百分比分別為：Co39％～43％，Ni8.6％～12.1％，Nb23.6％～27％，V18.5％～22％。本發明的釬料熔化溫度適中，釬料熔化均勻；箔片狀非晶釬料有利于促進釬焊連接過程中元素擴散以及界面反應，促進釬料與SiC基復合材料間冶金固溶反應，有效緩解釬焊接頭中的殘余應力，提高接頭的力學性能；本發明采用的釬焊工藝，通過真空釬焊連接，母材在加熱過程中處于真空狀態中，無變形和晶粒粗化的現象，不會出現氧化、污染等問題；采用真空釬焊工藝穩定可靠，其表面潤濕鋪展性較好，有利于填充釬縫，提高了接頭的綜合性能，因而能獲得性能優異的釬焊接頭。

技術領域

本發明涉及一種用于SiC基復合材料釬焊的釬料及釬焊工藝。

背景技術

SiC具有優良的高溫抗氧化性和機械性能，而纖維增強的SiC及復合材料則由于纖維植入改善了材料的斷裂韌性，是SiC及復合材料具有低密度、低熱膨脹系數、高溫強度高和抗熱震性能好等一系列優異性能。因此，纖維增強的SiC基復合材料作為新型輕質結構材料在高溫航空領域具有廣泛的應用前景。盡管與純SiC相比，復合材料的韌性有所改善，但目前利用傳統陶瓷成型和機加工方式制備具有復雜形狀的構件仍然比較困難。連接技術是可以解決由簡單形狀部件到復雜形狀和功能性構件的方式，實際應用中也不可避免的需要SiC自身連接或與異種金屬之間的連接。

釬焊由于其簡單、低成本以及可量產的特點，被認為是最適合SiC復合材料的連接方法。目前報道較多的釬料體系主要是Cu-Ti，Ag-Cu-Ti等，但該類釬料釬焊的接頭使用溫度不能超過500℃。因此，為了充分利用SiC基復合材料的高溫性能，有必要研究具有穩定耐高溫性的高溫釬料。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提出一種用于SiC基復合材料釬焊的釬料及釬焊工藝，該釬料熔化溫度適中、融化均勻，且表面潤濕及鋪展性能強；該釬焊工藝簡單，實施方便快捷，可重復再現。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明的用于SiC基復合材料釬焊的釬料，該釬料各元素的質量百分比分別為：Co39％～43％，Ni8.6％～12.1％，Nb23.6％～27％，V18.5％～22％。

作為優選，所述Co的質量百分比為39.5～41.5％。

作為優選，所述Ni的質量百分比為9.7～12％。

作為優選，所述Nb的質量百分比為25.5～27％。

作為優選，所述V的質量百分比為19.5～21.5％。

一種上述的用于SiC基復合材料進行釬焊的工藝，包括如下步驟：

(1)準備階段：對待釬焊的SiC基復合材料試樣表面進行清理，除去表面的雜質、油污以及氧化膜，利用W28～W7號金相砂紙進行研磨光滑，并使用拋光布進行拋光處理，然后將SiC基復合材料與非晶釬料箔片一起置于丙酮中，采用超聲波清洗10min，并進行烘干處理；

(2)裝配階段：使用502瞬間粘結劑將清洗后的釬料箔片裝配于兩塊SiC基復合材料的待焊表面之間，將準備好的連接件放入特制夾具中，確保連接的精度，并在夾具上放置額定質量的壓頭，產生0.020MPa的恒定垂直壓力；

(3)釬焊連接階段：將該焊接試樣置于真空釬焊設備中，先以8～12℃/min的速率升溫至500～550℃，保溫15～20min，再以8～12℃/min的速率升溫至1280～1320℃，保溫8～12min，最后以4～6℃/min的速率冷卻至500-550℃，最后隨爐冷卻至室溫，開爐取出被焊連接件即可。