[發明專利]一種多孔陶瓷與金屬的釬焊方法

有效

• 申請號: 201710256884.0
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN106944695B
• 公開（公告）日: 2020-01-31
• 發明（設計）人: 宋曉國;趙一璇;周永東;張輝;梁亮;曹健;馮吉才
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學(威海)
• 主分類號: B23K1/008
• 分類號: B23K1/008;B23K1/20;B23K1/19
• 代理公司: 37202 威海科星專利事務所
• 代理人: 陳小媛

1.一種多孔陶瓷與金屬的釬焊方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟1：多孔陶瓷基體預處理：將多孔陶瓷基體逐級打磨至其表面平整光滑，超聲清洗，在50℃～100℃下干燥6～10h，所述多孔陶瓷基體包括多孔氮化硅陶瓷、多孔氮化鋁陶瓷、多孔氧化鋁陶瓷，多孔陶瓷基體的孔隙率為45%～60%；

步驟2：致密化涂料制備：致密化涂料成分包括氧化釔粉末、氧化硅粉末、氧化鋁粉末和納米α-Si₃N₄顆粒；所述致密化涂料的具體配制方法為將氧化釔粉末、氧化硅粉末和氧化鋁粉末按照重量份數為：Y₃O₃：Si0₂：AI₂0₃＝3～6：2～3：2～3制成混合粉末，將所述的混合粉末與納米α-Si₃N₄顆粒按比例混合制成漿料粉末，所述漿料粉末中納米α-Si₃N₄顆粒的質量分數為10～20wt.％，顆粒尺寸為20nm～50nm，將所述的漿料粉末機械球磨8～12h，然后以丙酮為介質制成致密化涂料；

步驟3：使用氣動霧化噴槍將步驟2中的致密化涂料均勻的噴涂在步驟1中預處理過的多孔陶瓷表面，噴涂次數為2～3次，保持涂層厚度在50～100μm之間，所述的氣動霧化噴槍采用壓縮空氣為氣源，氣體壓力為0.25～0.5Mpa，噴嘴直徑為0.3～0.5mm，噴涂寬度15～30mm，噴涂距離50～150mm；

步驟4：將步驟3中將噴涂好的多孔陶瓷放入干燥箱中，在50℃～100℃下干燥6～10h；

步驟5：將步驟4中處理后的多孔陶瓷放入燒結爐中進行燒結，在保護氣氛中加熱至1600℃，保溫90min，燒結過程具體為800℃以下升溫速率為10℃/min，800℃-1300℃的升溫速率為5℃/min，1300℃以上的升溫速率為3℃/min，1300℃-800℃降溫速率為5/min，到800℃以后隨爐冷卻至室溫，使噴涂過的表面形成致密化涂層；

步驟6：按照需要進行釬焊的金屬與多孔陶瓷的種類選擇并制備相應釬料，所述金屬包括鈦合金、鋼、鎳基合金，所述釬料包括Ag基釬料、Cu基釬料、Ni基釬料；

步驟7：焊接頭裝配：將金屬和步驟5中完成表面致密化的多孔陶瓷在裝配前，其待焊接面用200#、400#、800#砂紙打磨，并在丙酮溶液中超聲清洗15min～20min，再將步驟6中制備完成的釬料粉與多孔陶瓷和金屬按照：多孔陶瓷、釬料粉、金屬的順序從上而下進行裝配，保持釬料粉厚度在200μm之間，所述釬料粉包括Ag基釬料粉、Cu基釬料粉、Ni基釬料粉；

步驟8：將步驟7中裝配完成的釬焊接頭放入真空爐中，在真空環境下加熱至750℃～950℃，保溫時間不大于30min，為保證釬料與母材之間的充分接觸，在裝配件正上方施加0.5MPa～2MPa的軸向壓力；釬焊過程中保證爐內真空度為1×10^-2～1×10^-4Pa，釬焊升溫速率為5℃／min～10℃／min，冷卻速率為1℃／min～5℃／min。